DE102016121606A1 - Knochenzementapplikator mit durch Knochenzementteig angetriebenem Verschlusssystem - Google Patents

Knochenzementapplikator mit durch Knochenzementteig angetriebenem Verschlusssystem Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Knochenzementapplikator zum Mischen und Applizieren eines Knochenzements, bei dem die Ausgangskomponenten (1, 2) des Knochenzements in einer geschlossenen Kartusche (3, 4) zu einem Knochenzementteig (44) mischbar sind, wobei die Kartusche (3, 4) ein mehrteiliges Verschlusssystem umfassend eine Austragsöffnung aufweist, wobei zumindest zwei Teile (7, 8) des Verschlusssystems angetrieben durch eine Bewegung des gemischten Knochenzementteigs (44) gegeneinander bewegbar sind und sich durch diese Bewegung der zumindest zwei Teile (7, 8) des Verschlusssystems gegeneinander die Austragsöffnung öffnet, und wobei die Bewegung des gemischten Knochenzementteigs (44) durch einen Druck auf den Knochenzementteig (44) anzutreiben ist.Die Erfindung betrifft auch Verfahren zur Vermischung der Ausgangskomponenten (1, 2).

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Kartuschensystem zum Mischen und Applizieren eines Knochenzements, bei dem die Ausgangskomponenten des Knochenzements in einer geschlossenen Kartusche zu einem Knochenzementteig mischbar sind.
  • Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Applizieren eines Knochenzements. Polymethylmethacrylat-(PMMA)-Knochenzemente gehen auf die grundlegenden Arbeiten von Sir Charnley zurück (Charnley, J.: Anchorage of the femoral head prosthesis of the shaft of the femur. J. Bone Joint Surg. 42 (1960) 28-30.). PMMA-Knochenzemente bestehen aus einer flüssigen Monomerkomponente und einer Pulverkomponente. Die Monomerkomponente enthält im Allgemeinen das Monomer Methylmethacrylat und einen darin gelösten Aktivator (N,N-Dimethyl-p-toluidin). Die Pulverkomponente, auch als Knochenzementpulver bezeichnet, weist ein oder mehrere Polymere, die auf Basis von Methylmethacrylat und Comonomeren, wie Styren, Methylacrylat oder ähnlichen Monomeren durch Polymerisation, vorzugsweise Suspensionspolymerisation, hergestellt sind, einen Röntgenopaker und den Initiator Dibenzoylperoxid auf. Beim Vermischen der Pulverkomponente mit der Monomerkomponente entsteht durch Quellung der Polymere der Pulverkomponente im Methylmethacrylat ein plastisch verformbarer Teig, der eigentliche Knochenzement, der üblicherweise als Knochenzementteig bezeichnet wird. Beim Vermischen der Pulverkomponente mit der Monomerkomponente reagiert der Aktivator N,N-Dimethyl-p-toluidin mit Dibenzoylperoxid unter Bildung von Radikalen. Die gebildeten Radikale initiieren die radikalische Polymerisation des Methylmethacrylats. Mit fortschreitender Polymerisation des Methylmethacrylats erhöht sich die Viskosität des Knochenzementteigs, bis dieser erstarrt.
  • Das am häufigsten in Polymethylmethacrylat-Knochenzementen verwendete Monomer ist Methylmethacrylat. Redoxinitiatorsysteme bestehen üblicherweise aus Peroxiden, Beschleunigern sowie gegebenenfalls geeigneten Reduktionsmitteln. Eine Radikalbildung erfolgt nur dann, wenn alle Bestandteile der Redoxinitiatorsysteme zusammenwirken. Deshalb werden die Bestandteile des Redoxinitiatorsystems in den separaten Ausgangskomponenten so angeordnet, dass diese keine radikalische Polymerisation auslösen können. Die Ausgangskomponenten sind dann bei geeigneter Zusammensetzung lagerstabil. Erst bei Vermischung der beiden Ausgangskomponenten zu einem Knochenzementteig reagieren die zuvor getrennt als Monomerflüssigkeit und Pulver gelagerten Bestandteile des Redoxinitiatorsystems, wobei Radikale gebildet werden, welche die radikalische Polymerisation des wenigstens einen Monomers auslösen. Die radikalische Polymerisation führt dann unter Verbrauch des Monomers zu Bildung von Polymeren, wobei der Zementteig aushärtet.
  • PMMA-Knochenzemente können in geeigneten Mischbechern mit Hilfe von Spateln durch Vermischen des Zementpulvers mit der Monomerflüssigkeit vermischt werden. Dabei kann es zum Einschluss von Luftblasen im Knochenzementteig kommen, welche die mechanischen Eigenschaften des ausgehärteten Knochenzements negativ beeinflussen können.
  • Zur Vermeidung von Lufteinschlüssen im Knochenzementteig wurden eine Vielzahl von Vakuum-Zementiersystemen beschrieben, von denen exemplarisch folgende genannt sind: US 6 033 105 A , US 5 624 184 A , US 4 671 263 A , US 4 973 168 A , US 5 100 241 A , WO 99/67015 A1 , EP 1 020 167 A2 , US 5 586 821 A , EP 1 016 452 A2 , DE 36 40 279 A1 , WO 94/26403 A1 , EP 1 005 901 A2 , EP 1 886 647 A1 , US 5 344 232 A .
  • Aus der EP 2 730 296 A2 ist ein thixotroper Knochenzement für die Vertebroplastie bekannt, bei dem mit mehreren Additiven die thixotropen Eigenschaften erzeugt werden.
  • Eine Weiterentwicklung in der Zementiertechnik stellen Zementiersysteme dar, in denen sowohl das Zementpulver als auch die Monomerflüssigkeit bereits in separaten Kompartimenten der Mischsysteme verpackt sind und die erst unmittelbar vor der Zementapplikation im Zementiersystem miteinander vermischt werden. Solche geschlossenen Full-Prepacked-Mischsysteme wurden mit der EP 0 692 229 A1 , der DE 10 2009 031 178 B3 , der US 5 997 544 A , der US 6 709 149 B1 , der DE 698 12 726 T2 , der EP 0 796 653 A2 und der US 5 588 745 A vorgeschlagen.
  • Das Patent DE 10 2009 031 178 B3 offenbart eine Lager- und Mischvorrichtung als Full-Prepacked-Mischsystem, in dem die zur Herstellung des Knochenzementteigs notwendigen Ausgangskomponenten bereits in der Lager- und Mischvorrichtung gelagert sind und in der Lager- und Mischvorrichtung zusammengeführt und gemischt werden können. Die Lager- und Mischvorrichtung weist einen zweiteiligen Austragskolben zum Verschließen einer Zementkartusche auf. Dabei wird eine Kombination aus einem gasdurchlässigen Sterilisationskolben und einem gasundurchlässigen Dichtungskolben verwendet. Dieses Prinzip eines geschlossenen Vakuummischsystems wird bei dem geschlossenen Zementiersystem PALACOS® PRO verwirklicht, das von der Firma Heraeus Medical GmbH hergestellt und vertrieben wird.
  • Bei der Verwendung aller bisher bekannten Full-Prepacked-Mischsystemen muss der medizinische Anwender mehrere Arbeitsschritte in einer vorbestimmten Reihenfolge an den Vorrichtungen nacheinander durchführen bis der gemischte Knochenzementteig vorliegt und appliziert werden kann. Eine Verwechslung der Arbeitsschritte kann zum Versagen der Mischsysteme führen und daher Störungen im OP-Ablauf verursachen. Kostenintensive Schulungen der medizinischen Anwender sind deshalb notwendig, um Anwenderfehler zu vermeiden.
  • In der WO 00/35506 A1 wird eine Vorrichtung vorgeschlagen, bei der Knochenzementpulver in einer Kartusche gelagert wird, wobei das Zementpulver das gesamte Volumen der Kartusche ausfüllt und die Zwischenräume zwischen den Partikeln des Zementpulvers ein solches Volumen hat, das dem Volumen der Monomerflüssigkeit entspricht, das zur Herstellung von Knochenzementteig mit dem in der Kartusche gelagerten Zementpulver notwendig ist. Diese Vorrichtung ist so aufgebaut, dass durch Vakuumeinwirkung die Monomerflüssigkeit von oben in die Kartusche eingeleitet wird, wobei hierzu ein Vakuum an einem Vakuumanschluss an der Unterseite der Kartusche angelegt wird. Dadurch wird die Monomerflüssigkeit durch das Zementpulver gezogen, wobei die in den Zwischenräumen der Zementpartikel befindliche Luft durch die Monomerflüssigkeit verdrängt wird. Auf eine mechanische Durchmischung des gebildeten Zementteigs mit einem Rührer wird dabei verzichtet.
  • Nachteilig an diesem System ist, dass Zementpulver, die schnell mit der Monomerflüssigkeit anquellen, mit dieser Vorrichtung nicht angemischt werden können, weil die schnell anquellenden Zementpulverpartikel nach einem Eindringen der Monomerflüssigkeit in das Zementpulver von ungefähr 1 bis 2 cm eine gelartige Barriere bilden und die Migration der Monomerflüssigkeit durch das gesamte Zementpulver behindern. Weiterhin kann bei Vakuumeinwirkung nicht ausgeschlossen werden, dass nach vollständiger Durchdringung des Zementpulvers durch die Monomerflüssigkeit die Monomerflüssigkeit über den Vakuumanschluss abgesaugt wird. Dann steht nicht genügend Monomerflüssigkeit für die Aushärtung durch radikalische Polymerisation zur Verfügung beziehungsweise das Mischungsverhältnis wird ungewollt verändert und damit auch die Konsistenz des Knochenzements. Konventionelle Zementpulver zeigen zudem das Phänomen, dass auf Grund der unterschiedlichen Oberflächenenergien die Zementpartikel durch Methylmethacrylat nur schlecht benetzt werden. Dadurch dringt das Methylmethacrylat nur relativ langsam in das Zementpulver ein. Weiterhin ist es problematisch, dass die zwischen den Zementpulverpartikeln eingeschlossen Luft durch die Monomerflüssigkeit von oben nach unten verdrängt werden soll, weil die gegenüber der Monomerflüssigkeit spezifisch leichtere Luft auf Grund der Schwerkraft das Bestreben hat, im Zementpulver nach oben zu wandern und nicht nach unten in Richtung Vakuumanschluss zu migrieren.
  • Die Aufgabe der Erfindung besteht also darin, die Nachteile des Stands der Technik zu überwinden. Insbesondere besteht die Aufgabe der Erfindung in der Entwicklung eines Verschlusssystems für einen Knochenzementapplikator und eines Verfahrens, die beide zum Vermischen und anschließend zum Austragen und vorzugsweise auch zum Lagern von Ausgangskomponenten eines Polymethylmethacrylat-Knochenzements geeignet sind. Das Verschlusssystem soll eine Kartusche nach außen abschließen, so dass der Knochenzementteig in einem geschlossenen Innenraum der Kartusche gemischt werden kann. Gleichzeitig soll das Öffnen des Verschlusses für den Anwender aber möglichst einfach sein und möglichst wenige oder bevorzugt keine zusätzlichen Arbeitsschritte benötigen.
  • Der Knochenzementapplikator soll Knochenzementpulver oder ein Pulver enthaltend ein Knochenzementpulver und mindestens eine Monomerflüssigkeit in voneinander getrennten Hohlräumen enthalten, wobei die Monomerflüssigkeit vorzugsweise in einem Behälter angeordnet sein soll, so dass die Monomerflüssigkeit auch langfristig in dem Knochenzementapplikator gelagert werden kann. Das Verschlusssystem soll den Hohlraum, in dem das Zementpulver gelagert ist, für Pulverpartikel undurchlässig, jedoch für Gase, wie das zur Sterilisation übliche Ethylenoxid, durchlässig verschließen. Der zur Lagerung des Pulvers verwendete Hohlraum soll auch zur Vermischung des Zementpulvers mit der Monomerflüssigkeit verwendet werden. Das bedeutet, in dem Hohlraum befindet sich nach der Vermischung der Zementkomponenten der Knochenzementteig. Das Verschlusssystem soll möglichst von außen nicht zu öffnen sein. Ein Kontakt des medizinischen Anwenders mit dem Polymethylmethacrylat-Knochenzementpulver und mit der Monomerflüssigkeit soll möglichst ausgeschlossen sein.
  • Weiterhin soll unter Nutzung des zu entwickelnden Verschlusssystems einen Knochenzementapplikator zur Lagerung, Vermischung und Austragung von Polymethylmethacrylat-Knochenzement entwickelt werden. Die Handhabung des Knochenzementapplikators soll maximal vereinfacht sein, um Anwendungsfehler infolge von fehlerhaft durchgeführten Montageschritten grundsätzlich zu vermeiden. Der medizinische Anwender soll den Knochenzementapplikator nach der Entnahme aus einer Verpackung mit einer Auspresseinrichtung verbinden und diese anschließend betätigen. Zusätzliche Montage- und Arbeitsschritte sollen durch den Aufbau des Knochenzementapplikators so weit wie möglich vermieden werden. Der Knochenzementapplikator soll eine sichere Lagerung von Zementpulver und Monomerflüssigkeit in voneinander getrennten Kompartimenten ermöglichen, so dass während der Lagerung des Knochenzementapplikators eine unbeabsichtigte Vermischung der Ausgangskomponenten ausgeschlossen ist. Der Knochenzementapplikator soll eine Sterilisation mit dem Gas Ethylenoxid ermöglichen. Das in dem Knochenzementapplikator gelagerte Zementpulver muss für Ethylenoxid zugänglich sein. Der Knochenzementapplikator soll mit Hilfe einer im OP bisher üblichen manuell angetriebenen Auspresseinrichtung aktivierbar sein, so dass nach der form- oder kraftschlüssigen Verbindung des Knochenzementapplikators mit der Auspresseinrichtung durch Betätigung der Auspresseinrichtung der Stößel der Auspresseinrichtung auf den Knochenzementapplikator einwirkt und den Knochenzementapplikator aktiviert. Die Vermischung der Monomerflüssigkeit mit dem Zementpulver soll möglichst ohne einen von außen manuell zu bewegenden Mischer erfolgen.
  • Vom medizinischen Anwender soll das Polymethylmethacrylat-Knochenzementpulver mit der Monomerflüssigkeit innerhalb des Knochenzementapplikators zusammengeführt und vermischt werden können, ohne dass beide Ausgangskomponenten mit dem medizinischen Anwender in Berührung kommen. Bei dem zu entwickelnden Knochenzementapplikator handelt es sich bevorzugt um ein Full-Prepacked-Mischsystem.
  • Es soll ferner ein Verfahren bereitgestellt werden, das ein möglichst unkompliziertes Öffnen der Kartusche beziehungsweise des Verschlusses ermöglicht.
  • Des Weiteren soll ein kostengünstig zu fertigender und zuverlässig funktionierender Knochenzementapplikator zum Mischen eines medizinischen Knochenzements und zur Lagerung der Ausgangskomponenten des Knochenzements sowie ein Verfahren zum Mischen des Knochenzements gefunden werden, bei dem eine möglichst einfache manuelle Bedienung zum Mischen der Ausgangskomponenten angewendet werden kann.
  • Die erste Ausgangskomponente des Polymethylmethacrylat-Knochenzements als Mischgut soll ein Pulver sein und die zweite Ausgangskomponente soll in Form der Monomerflüssigkeit vorliegen. Die beiden Ausgangskomponenten des Knochenzements sollen bevorzugt in dem Full-Prepacked-Mischsystem getrennt gelagert werden können und durch Anwendung des Knochenzementapplikators sicher zusammengeführt werden können.
  • Die Aufgaben der Erfindung werden gelöst durch einen Knochenzementapplikator nach Anspruch 1 und ein Verfahren nach Anspruch 17. Besonders vorteilhafte erfindungsgemäße Varianten sind mit den Unteransprüchen beansprucht.
  • Demgemäß werden die Aufgaben der Erfindung gelöst durch einen Knochenzementapplikator zum Mischen und Applizieren eines Knochenzements, bei dem die Ausgangskomponenten des Knochenzements in einer geschlossenen Kartusche zu einem Knochenzementteig mischbar sind, wobei die Kartusche ein mehrteiliges Verschlusssystem umfassend eine Austragsöffnung aufweist, wobei zumindest zwei Teile des Verschlusssystems angetrieben durch eine Bewegung des gemischten Knochenzementteigs gegeneinander bewegbar sind und sich durch diese Bewegung der zumindest zwei Teile des Verschlusssystems gegeneinander die Austragsöffnung öffnet, und wobei die Bewegung des gemischten Knochenzementteigs durch einen Druck auf den Knochenzementteig anzutreiben ist.
  • Durch die Öffnung des Verschlusssystems wird die Kartusche nach außen geöffnet. Das Verschlusssystem kann durch Antrieb des Knochenzementteigs geöffnet werden, so dass kein zusätzlicher Antrieb zum Öffnen des Verschlusses notwendig ist.
  • Erfindungsgemäß wird als das Verschlusssystem vorliegend nicht nur der Verschluss, mit dem die Austragsöffnung verschlossen wird, als Verschlusssystem aufgefasst, sondern eben das gesamte Verschlusssystem, das die Funktionsweise des Verschlusssystems bestimmt, wird im Sinne der vorliegenden Erfindung als das Verschlusssystem aufgefasst. Dies schließt beispielsweise neben einem Deckel, Stopfen oder Ventil auch die zu verschließende Austragsöffnung und zumindest eine die Austragsöffnung umgebende Wandung mit ein.
  • Bevorzugt kann vorgesehen sein, dass der Abstand des Teils, das die Austragsöffnung verschließt und der Austragsöffnung nach der vollständigen Bewegung der zumindest zwei Teile gegeneinander zumindest 5 mm beträgt. Bevorzugt sollte der Abstand zwischen 6 mm und 10 mm sein, damit der Strömungswiderstand für den Knochenzementteig möglichst niedrig ist, der Hub bei der Bewegung aber auch nicht zu groß wird, wenn das die Austragsöffnung verschließende Teil in oder an dem Knochenzementapplikator verbleibt.
  • Es kann vorgesehen sein, dass mit dem gleichen Druck auf den Knochenzementteig, mit dem das Verschlusssystem zu öffnen ist, der Knochenzementteig anschließend durch die geöffnete Austragsöffnung austragbar ist.
  • Dadurch reicht es aus, den Knochenzementapplikator mit nur einem einzigen Antrieb auszustatten, mit dem sowohl das Verschlusssystem geöffnet werden kann, als auch der fertige Knochenzementteig aus der Kartusche ausgetrieben werden kann.
  • Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass das Verschlusssystem eine Wandung mit der Austragsöffnung und einen Stopfen aufweist, wobei die Austragsöffnung mit der Umgebung der Kartusche verbunden ist und der Stopfen die Austragsöffnung verschließt, wenn die Kartusche verschlossen ist, wobei entweder die Wandung mit der Austragsöffnung durch den Druck des Knochenzementteigs bewegbar ist und der Stopfen gegen die Kartusche fixiert ist oder der Stopfen durch den Druck des Knochenzementteigs bewegbar ist und die Wandung gegen die Kartusche fixiert oder fixierbar ist.
  • Der Stopfen und die Wandung bilden dann die zwei beziehungsweise die zumindest zwei Teile des Verschlusssystems. Hiermit wird ein leicht und kostengünstig zu realisierendes Verschlusssystem bereitgestellt, das relativ unanfällig für Fehlfunktionen ist. Zudem kann mit einem solchen Verschlusssystem die Kraft, die zum Austreiben des Knochenzementteigs genutzt wird auch gut zum Öffnen der Kartusche verwendet werden.
  • Ferner kann vorgesehen sein, dass ein Austragsrohr mit der Austragsöffnung beweglich gegen die Kartusche gelagert ist, wobei ein Stopfen, der das Austragsrohr verschließt, fest mit der Kartusche verbunden ist und das Austragsrohr durch den Druck auf den Knochenzementteig gegen den Stopfen bewegbar ist und dadurch zu öffnen ist.
  • Hiermit wird ein besonders gut einzusetzender Knochenzementapplikator bereitgestellt, der den Vorteil hat, dass der Anwender von außen an der Bewegung des Austragsrohrs gut erkennen kann, dass der Knochenzementapplikator einsatzbereit ist und dass ein Austritt des Knochenzementteigs aus dem Austragsrohr unmittelbar bevorsteht. Letzteres ist auch daran zu erkennen, dass die Bewegung des Austragsrohrs wieder endet. Das Austragsrohr und der Stopfen sind in diesem Fall Teile des Verschlusssystems.
  • Dabei kann vorgesehen sein, dass das Austragsrohr durch einen Druck auf die dem Kartuschenboden zugewandten Seite des Knochenzementteigs in Richtung vom Kartuschenboden weg drückbar ist und sich dabei der Stopfen aus dem Austragsrohr löst und dadurch sich die Kartusche öffnet.
  • Dadurch kann ein einfaches und für Störungen unanfälliges Verschlusssystem aufgebaut werden, bei dem der Stopfen nicht aus dem Knochenzementapplikator herausfällt. Es löst sich dann also kein Teil des Verschlusssystems von dem Knochenzementappli kator.
  • Mit einer bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung kann vorgesehen sein, dass das Verschlusssystem eine gasdurchlässige aber für Pulver und Flüssigkeiten undurchlässige Wandung umfasst, wobei die Wandung derart in der Kartusche angeordnet ist, dass der Druck des Knochenzementteigs auf die Wandung wirkt und dadurch einen Stopfen oder einen Deckel mit der Wandung gegen die Kartusche bewegt und dadurch die Kartusche öffnet oder dadurch eine Austragsöffnung mit der Wandung gegen die Kartusche bewegt und dadurch einen Stopfen, der fest mit der Kartusche verbunden ist, aus der Austragsöffnung entfernt, wobei vorzugsweise die Wandung eine Porenscheibe umfasst.
  • Durch diesen Aufbau kann vor der Anwendung des Knochenzementapplikators das Innere der Kartusche mit einem sterilisierenden Gas wie Ethylenoxid sterilisiert werden, indem Luft aus dem Innenraum der Kartusche evakuiert wird und anschließend das sterilisierende Gas eingespeist wird, auch wenn das Verschlusssystem verschlossen ist.
  • Erfindungsgemäß kann also vorgesehen sein, dass in einem Sterilisationskolben, der die Wandung umfasst, beziehungsweise der durch die Wandung realisiert ist, eine gasdurchlässige, aber für Pulverpartikel undurchlässige offen-poröse Kunststoffschicht angeordnet ist, welche die Oberseite des Sterilisationskolbens mit der Unterseite des Sterilisationskolbens gasdurchlässig verbindet, wobei die Kunststoffschicht bevorzugt als Scheibe ausgebildet ist. Das Gas Ethylenoxid kann zur Sterilisation durch die Durchführung eines Kartuschenkopfs zum Sterilisationskolben gelangen und dann durch die offen-poröse Kunststoffschicht oder durch einen offen-porösen und für Pulver undurchlässigen Dichtungsring in den vorderen Innenraum der Kartusche eindringen und das Pulver sterilisieren. Partikel des Pulvers werden durch die für Partikel undurchlässige offen-poröse Kunststoffschicht des Sterilisationskolbens oder durch den offen-porösen und für Pulver undurchlässigen Dichtungsring am Austritt aus dem vorderen Innenraum der Kartusche während der Sterilisation und der Lagerung sowie des Transports des Knochenzementapplikators gehindert. Nach der erfolgten Sterilisation kann das Ethylenoxid während der Entgasung aus dem vorderen Innenraum durch die offen-poröse Kunststoffschicht des Sterilisationskolbens und der Durchführung im Kartuschenkopf in die Umgebung entweichen.
  • Es kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass die Kartusche einen zylindrischen Innenraum aufweist, in dem der Knochenzementteig gemischt wird, und der Druck auf den Knochenzementteig zum Öffnen des Verschlusssystems und zum Austreiben des Knochenzementteigs aus der geöffneten Kartusche durch lineares Vortreiben eines axial im Innenraum der Kartusche beweglich gelagerten Austragskolbens in Richtung des Verschlusssystems erzeugbar ist, insbesondere in Richtung eines Kartuschenkopfs der Kartusche erzeugbar ist, wobei sich das Verschlusssystem an der Vorderseite der Kartusche befindet.
  • Hiermit kann die Bewegung des Austragskolbens, der zum Austreiben des Knochenzementteigs verwendet wird, auch zum Öffnen des Verschlusssystems verwendet werden. Dadurch braucht der erfindungsgemäße Knochenzementapplikator nur einen einzigen Antrieb, der unidirektional auf den Austragskolben einwirkt, um sowohl den Knochenzement auszutreiben, als auch die Kartusche beziehungsweise die während des Mischens der Ausgangskomponenten des Knochenzements verschlossene Austragsöffnung zu öffnen.
  • Der Austragskolben ist ein axial im Innenraum der Kartusche beweglicher Kolben, mit dem ein Knochenzementteig aus dem Innenraum aus der Kartusche austreibbar ist. Der Knochenzementteig wird durch Mischen der Monomerflüssigkeit mit dem Pulver hergestellt.
  • Gemäß einer besonders bevorzugten Weiterbildung kann vorgesehen sein, dass zum Mischen des Knochenzementteigs eine Monomerflüssigkeit als erste Ausgangskomponente des Knochenzements innerhalb der Kartusche mit einem Förderkolben in ein Pulver als zweite Ausgangskomponente drückbar ist, wobei der Förderkolben in Richtung des Verschlusssystems gedrückt wird, wobei der Förderkolben in einem zylindrischen Innenraum der Kartusche axial beweglich angeordnet ist.
  • Der Innenraum der rohrförmigen Kartusche hat eine zylindrische Geometrie, beziehungsweise ist zylindrisch. Die zylindrische Form ist die einfachste, mit der sich der Innenraum der Kartusche realisieren lässt und ist für die Führung der Bewegung des Austragskolbens und/oder des Förderkolbens besonders gut geeignet. Zudem lassen sich der vordere und der hintere Teil des Innenraums durch die beweglichen Kolben besonders einfach in jeder Position nach außen und gegeneinander abdichten, wenn der Innenraum eine zylindrische Geometrie aufweist.
  • Unter einer zylindrischen Form ist geometrisch die Form eines allgemeinen Zylinders mit einer beliebigen Grundfläche zu verstehen, also nicht nur ein Zylinder mit einer kreisförmigen Grundfläche. Die begrenzende Innenwand des Innenraums kann also ein Zylinder mit beliebiger Grundfläche sein und ebenso kann gegebenenfalls der Mantel der Kartusche ein Zylinder mit beliebiger Grundfläche sein, das heißt auch mit nicht kreisförmiger oder nicht runder Grundfläche. Erfindungsgemäß wird jedoch eine zylindrische Geometrie mit rotationssymmetrischer und insbesondere kreisrunder Grundfläche für den Innenraum der ersten Kartusche bevorzugt, da diese am einfachsten zu fertigen sind und der Austragskolben und/oder der Förderkolben dann weniger leicht im Innenraum verkannten können, wenn sie axial im Innenraum bewegt werden, das heißt in Längsrichtung im Innenraum bewegt werden. Zudem werden mögliche Undichtigkeiten zwischen der Innenwand des Innenraums und dem Austragskolben sowie der Innenwand des Innenraums und dem Förderkolben während der Bewegung der Kolben unwahrscheinlicher.
  • Dass der Austragskolben und/oder der Förderkolben im zylindrischen Innenraum der Kartusche axial beweglich sind bedeutet, dass sie entlang der Zylinderachse des zylindrischen Innenraums axial beweglich sind.
  • Der erfindungsgemäße Knochenzementapplikator zeichnet sich dadurch aus, dass in dem vorderen Teil des Innenraums keine Mischeinrichtung vorgesehen ist. Üblicherweise sind Mischeinrichtungen, wie beispielsweise von außen bedienbare Mischflügel notwendig, um das Pulver mit der Monomerflüssigkeit zu vermischen. Dies ist mit einem erfindungsgemäßen Knochenzementapplikator nicht notwendig. Insbesondere wenn in dem Pulver ein hydrophiles Additiv verteilt ist, mit dem die Monomerflüssigkeit in dem Pulver zu verteilen ist, kann die Mischeinrichtung vermieden werden. Das Pulver kann des Weiteren noch Röntgenopaker und/oder pharmazeutisch aktive Substanzen, wie beispielsweise Antibiotika enthalten.
  • Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass in einem vorderen Teil des Innenraums der Kartusche das Pulver enthalten ist und in einem hinteren Teil des Innenraums der Kartusche ein Behälter enthaltend die Monomerflüssigkeit angeordnet ist, wobei der Austragskolben zwischen der dem Behälter und dem Pulver angeordnet ist und der Förderkolben am einem dem Verschlusssystem gegenüberliegenden Kartuschenboden angeordnet ist.
  • Hierdurch kann der Förderkolben von außen mit einer herkömmlichen Auspresseinrichtung angetrieben werden, bei der ein Stößel vom Kartuschenboden aus unidirektional auf den Förderkolben drückt und dadurch zunächst den Behälter für die Monomerflüssigkeit öffnet und die Monomerflüssigkeit in das Pulver presst, so dass im vorderen Teil des Innenraums der Knochenzementteig gemischt wird. Anschließend drückt der Förderkolben auf den Austragskolben, wodurch der Knochenzementteig im vorderen Teil des Innenraums auf das Verschlusssystem drückt und dieses öffnet und anschließend der Knochenzementteig durch die geöffnete Austragsöffnung ausgetrieben wird. Der Vorteil ist hieran, dass für alle diese Schritte nur ein einziger linearer Antrieb notwendig ist, wie er von herkömmlichen Auspresseinrichtungen für Zementkartuschen bereitgestellt wird.
  • Es ist auch möglich, je nach dem erforderlichen Volumen an Monomerflüssigkeit, zwei oder mehrere Behälter im vorderen Teil des Innenraums der Kartusche anzuordnen.
  • Ferner kann vorgesehen sein, dass in dem Austragskolben und/oder zwischen dem Austragskolben und der Innenwand des Innenraums zumindest eine Durchführung als Leitungsmittel vorgesehen ist, durch die der vordere Teil des Innenraums und der hintere Teil des Innenraums miteinander verbunden sind. Dabei kann in oder an der zumindest einen Durchführung ein für das Pulver undurchlässiger und für die Monomerflüssigkeit und Gase durchlässiger Filter angeordnet sein.
  • Hiermit wird erreicht, dass die Monomerflüssigkeit innerhalb des geschlossenen Innenraums der Kartusche von dem hinteren Teil des Innenraums in den vorderen Teil des Innenraums, in dem sich das Pulver befindet, transferiert werden kann, indem der Förderkolben in Richtung des Austragskolbens gedrückt wird.
  • Alternativ kann das Leitungsmittel auch eine Leitung oder mehrere Leitungen sein, die außen an der Kartusche oder in der Kartuschenwand angeordnet ist oder sind und die durch Durchführungen in der Kartuschenwand oder durch Öffnungen den vorderen Teil des Innenraums mit dem hinteren Teil des Innenraums der Kartusche verbindet oder verbinden. Der Austragskolben wird dabei umgangen. Die Monomerflüssigkeit kann dabei durch diese Leitungen vom hinteren in den vorderen Teil des Innenraums gedrückt werden und Gas, wie beispielsweise Ethylenoxid, kann durch die diese Leitungen vom vorderen in den hinteren Teil des Innenraums (oder umgekehrt) strömen.
  • Bevorzugt kann vorgesehen sein, dass die zumindest eine Durchführung mit einem für Pulver undurchlässigen aber für die Monomerflüssigkeit durchlässigen Filter abgedeckt ist. Solche Filter werden auch als Porenfilter bezeichnet. Hierdurch kann ein Vordringen des Pulvers in den hinteren Teil des Innenraums verhindert werden und so eine vorzeitige Reaktion des Pulvers mit der Monomerflüssigkeit verhindert werden. Besonders bevorzugt ist der für das Pulver undurchlässige und für die Monomerflüssigkeit durchlässige Filter zwischen dem Austragskolben und dem Pulver angeordnet, damit das Pulver nicht in die zumindest eine Durchführung eindringt und diese nicht nach einer frühzeitigen Reaktion mit der Monomerflüssigkeit verstopft werden.
  • Bei erfindungsgemäßen Knochenzementapplikatoren mit Austragskolben und Förderkolben kann vorgesehen sein, dass durch Vortreiben des Förderkolbens in Richtung des Austragskolbens der Behälter zu öffnen ist, die Monomerflüssigkeit in das Pulver zu pressen ist und anschließend der Austragskolben mit dem Förderkolben in Richtung der Vorderseite der Kartusche zu drücken ist.
  • Hierdurch wird erreicht, dass schon durch eine unidirektionale Bewegung des Förderkolbens alleine alle für das Mischen und Austragen des Knochenzements notwendigen Arbeitsschritte in dem Knochenzementapplikator angetrieben werden können. Es reicht dadurch also aus, einen linearen Antrieb auf den Förderkolben wirken zu lassen, um alle Prozesse, wie das Öffnen des Behälters, das Einpressen der Monomerflüssigkeit in das Pulver, das Öffnen des Verschlusssystems und das Austragen des aus dem Pulver und der Monomerflüssigkeit gemischten Knochenzementteigs aus der Kartusche anzutreiben beziehungsweise durchzuführen. Hierdurch wird ein denkbar einfacher Knochenzementapplikator bereitgestellt, mit dem ein Knochenzement hergestellt und appliziert werden kann und gleichzeitig die Ausgangskomponenten des Knochenzements, nämlich das Pulver enthaltend ein Zementpulver und die Monomerflüssigkeit, gelagert werden können.
  • Hierzu kann auch vorgesehen sein, dass durch Drücken des Förderkolbens in Richtung des Verschlusssystems der Austragskolben in Richtung des Verschlusssystems zu pressen ist und dadurch der im vorderen Teil des Innenraums aus dem Pulver und der Monomerflüssigkeit entstandene Knochenzementteig durch die Austragsöffnung auszupressen ist.
  • Ferner kann vorgesehen sein, dass der Behälter für die Monomerflüssigkeit eine Glasampulle oder Kunststoffampulle ist, die durch eine Bewegung des Förderkolbens aufzubrechen ist, oder der Behälter für die Monomerflüssigkeit ein Folienbeutel ist, der durch die Bewegung des Förderkolbens aufzuschlitzen, aufzustechen oder aufzureißen ist.
  • Der Vorteil ist hieran, dass die Monomerflüssigkeit in solchen Behältern über besonders lange Zeit in dem Knochenzementapplikator gelagert werden kann. Zum gleichen Zweck kann vorgesehen sein, dass der Folienbeutel mit einer Metallbeschichtung, insbesondere mit Aluminium, beschichtet ist. Besonders bevorzugt ist der Behälter eine Glasampulle, da die Monomerflüssigkeit besonders lange in Glasampullen gelagert werden kann.
  • Es kann auch vorgesehen sein, dass an dem Austragskolben ein Rastmittel angeordnet ist, so dass der Austragskolben zwischen dem vorderen und dem hinteren Teil des Innenraums mit der Kartusche rasten kann, wobei diese Rastung durch die beim Öffnen des Behälters auftretenden Kräfte und einen auf die Monomerflüssigkeit vom Förderkolben ausgeübten Druck nicht zu lösen ist, aber durch einen direkt von dem Förderkolben auf den Austragskolben wirkenden Druck lösbar ist.
  • Dabei wird davon ausgegangen, dass der Förderkolben von einer üblichen Auspresseinrichtung mit einem vortreibbaren Stößel angetrieben wird und keine unnormalen Druckstöße auf den Förderkolben ausgeübt werden, die sich über die Monomerflüssigkeit als Stöße auf den Austragskolben übertragen könnten. Bei einem derartigen Stoß könnte sich der Austragskolben von dem Innenraum lösen. Durch die erfindungsgemäße Maßnahme wird erreicht, dass zunächst der Behälter durch Vortreiben des Förderkolbens geöffnet werden kann und die auslaufende Monomerflüssigkeit mit dem Förderkolben anschließend in den vorderen Teil des Innenraums der Kartusche, also in das Pulver, gepresst werden kann, wobei der Austragskolben dabei relativ zur Kartusche und zum Innenraum die Position hält. Erst nachdem die Monomerflüssigkeit weitgehend in das Pulver gepresst wurde, und somit der Knochenzementteig im vorderen Teil des Innenraums der Kartusche vorliegt, kann dann anschließend der Knochenzementteig mit dem Austragskolben auf das Verschlusssystem gedrückt werden, um die Austragsöffnung zu öffnen und danach der Knochenzementteig aus dem vorderen Teil der Kartusche durch die geöffnete Austragsöffnung gedrückt werden, indem der Förderkolben unmittelbar (das heißt, bis auf eventuell dazwischen verbleibende Festkörper, wie Behälterteile oder Füllmaterial) auf den Austragskolben drückt und diesen antreibt. Die Kraft zur Lösung der Rastung ist also größer, als die zur Öffnung und wenn nötig auch die zur Zerstörung des Behälters der Monomerflüssigkeit notwendige Kraft. Die Zerstörung des Behälters kann beispielsweise dann sinnvoll sein, wenn der Behälter eine Glasampulle ist, die weitgehend zusammengepresst und dabei zersplittert werden muss, um ihr Volumen beim Auspressen ausreichend stark zu reduzieren. Das bedeutet, dass durch die axiale Bewegung des Förderkolbens erst der komplette Behälter für die Monomerflüssigkeit zusammengeschoben wird, wobei gleichzeitig die Monomerflüssigkeit in den vorderen Teil des Innenraums der Kartusche, beziehungsweise in das Pulver gepresst wird, und erst danach das Rastelement des Austragskolbens durch den Druck des Förderkolbens auf den Austragskolben gelöst wird und der Austragskolben den gebildeten Knochenzementteig in Richtung des Verschlusssystems beziehungsweise der Austragsöffnung presst. Auf das Rastmittel kann verzichtet werden, wenn als Behälter für die Monomerflüssigkeit ein Kunststoffbeutel verwendet wird.
  • Es kann vorgesehen sein, dass in dem hinteren Teil des Innenraums neben dem Behälter zumindest ein Füllmaterial angeordnet ist, insbesondere in einem Bereich zwischen dem Behälter und dem Austragskolben zumindest ein Füllmaterial angeordnet ist, wobei vorzugsweise das Füllmaterial ein Schaumstoff ist und/oder Kunststoffkugeln sind.
  • Das Füllmaterial dient zur Verdrängung der aus dem Behälter ausfließenden Monomerflüssigkeit. Mit dem Füllmaterial wird somit das freie Volumen im hinteren Teil des Innenraums beziehungsweise zwischen dem Behälter und dem Austragskolben verringert. Dieses freie Volumen muss mit der Monomerflüssigkeit gefüllt werden und verbleibt nach dem Auspressen der Monomerflüssigkeit im hinteren Teil des Innenraums der Kartusche. Durch die Verringerung des freien Volumens in diesem Bereich kann also eine geringere Menge der Monomerflüssigkeit verwendet werden. Dies ist aus Kostengründen und aufgrund der chemischen Eigenschaften der Monomerflüssigkeit erstrebenswert. Die Verwendung eines Schaumstoffs ist insbesondere bei der Anwendung einer Glasampulle als Behälter für die Monomerflüssigkeit besonders bevorzugt, da die beim Öffnen der Glasampulle mit dem Förderkolben entstehenden Glassplitter in den Schaumstoff hineingedrückt werden können und dann die Bewegung des Förderkolbens nicht blockiert wird.
  • Erfindungsgemäß besonders bevorzugt wird ein Schaumstoffring als Füllmaterial verwendet, der um einen Kopf einer Glasampulle als Behälter für die Monomerflüssigkeit herum in dem freien Volumen zwischen der Glasampulle und dem Austragskolben angeordnet ist.
  • Es kann des Weiteren vorgesehen sein, dass ein Gitter, ein Sieb oder ein Splitterschutz zwischen dem Pulver und dem Behälter für die Monomerflüssigkeit angeordnet ist, vorzugsweise zwischen dem Austragskolben und dem Behälter oder in Durchführungen in oder am Austragskolben angeordnet ist.
  • Das Gitter, das Sieb oder der Splitterschutz können dazu zwischen dem Austragskolben und dem Behälter oder zwischen dem Austragskolben und dem Pulver oder in der zumindest einen Öffnung des Austragskolbens oder in der zumindest einen Öffnung zwischen dem Austragskolben und der Innenwand des Innenraums angeordnet sein.
  • Mit dem Gitter, dem Sieb oder dem Splitterschutz können Bruchstücke des Behälters oder Fetzen des Behälters zurückgehalten werden. Hierdurch wird eine Verunreinigung des Knochenzementteigs mit dem Material des Behälters für die Monomerflüssigkeit verhindert.
  • Ferner kann vorgesehen sein, dass der Förderkolben den Innenraum der Kartusche am Kartuschenboden verschließt, insbesondere druck- und flüssigkeitsdicht verschließt.
  • Damit wird erreicht, dass die Monomerflüssigkeit beim Einpressen in das Pulver nicht an der Rückseite der Kartusche austreten kann. Hierzu können beispielsweise zwei umlaufende Dichtungen verwendet werden, die den Austragskolben gegen die Innenwand der Kartusche abdichten. Die Dichtungen können beispielsweise aus Gummi bestehen.
  • Es kann auch vorgesehen sein, dass der Austragskolben gegen die Innenwand des Innenraums der Kartusche abgedichtet ist. Auch hierfür können umlaufende Dichtungen aus Gummi verwendet werden.
  • Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass das Volumen der Monomerflüssigkeit im Behälter mindestens so groß ist, wie das Volumen der mit Luft gefüllten Zwischenräume zwischen den Pulverpartikeln im vorderen Teil des Innenraums der Kartusche, vorzugsweise mindestens so groß ist oder genauso groß ist wie das Volumen der mit Luft gefüllten Zwischenräume zwischen den Pulverpartikeln im vorderen Teil des Innenraums und dem hinteren Teil des Innenraums, wenn der Förderkolben an dem Austragskolben anliegt, abzüglich des Volumens des Materials des Behälters und gegebenenfalls des Volumens eines Füllmaterials in dem hinteren Teil des Innenraums.
  • Damit wird sichergestellt, dass die richtige Menge an Monomerflüssigkeit in dem Knochenzementapplikator bereitgehalten wird, um einen Knochenzement der gewünschten Konsistenz herzustellen. Dadurch wird gewährleistet, dass das gesamte Pulver mit dem erforderlichen Volumen an Monomerflüssigkeit benetzt wird und ein homogener Zementteig entstehen kann.
  • Genauso groß bedeutet in diesem Zusammenhang bevorzugt, innerhalb einer Abweichung von maximal 10 Vol%.
  • Ferner kann vorgesehen sein, dass das Volumen des vorderen Teils des Innenraums mindestens gleich dem Gesamtvolumen der Pulverpartikel und der aus dem hinteren Teil des Innenraums auszupressenden Monomerflüssigkeit ist.
  • Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Knochenzementapplikators kann vorgesehen sein, dass an dem vorderen Ende der Kartusche oder in einem Kartuschenkopf an der Vorderseite der Kartusche eine Aufnahme für überschüssige Monomerflüssigkeit vorgesehen ist, wobei das Pulver nicht in die Aufnahme eindringen kann, wobei vorzugsweise die Aufnahme ein hydrophiles schwammartiges Gebilde ist.
  • Damit wird erreicht, dass der Knochenzementteig die gewünschte Konsistenz erhält und nicht zu viel Monomerflüssigkeit enthält. Damit kann Monomerflüssigkeit in leichtem Überschuss verwendet werden, um Unsicherheiten bei der Menge der in das Pulver eingetragenen Monomerflüssigkeit auszugleichen. Die Aufnahme kann auch ein Teil des Verschlusssystems sein.
  • Gemäß einer bevorzugten Weiterentwicklung kann vorgesehen sein, dass das Pulver in den vorderen Teil des Innenraums eingepresst ist, vorzugsweise in dem vorderen Teil des Innenraums unter Druck steht.
  • Es kann vorgesehen sein, dass die Zwischenräume zwischen den Zementpartikeln des Pulvers zwischen 25 Volumenprozent und 40 Volumenprozent des eingepressten Pulvers ausmachen.
  • Durch das Einpressen des Pulvers wird erreicht, dass sich die Pulverpartikel derart dicht beieinander befinden, dass ein in dem Pulver verteiltes hydrophiles Additiv auch in geringer Konzentration im Pulver die Monomerflüssigkeit leitet und im Pulver verteilt, so dass es ausreicht, wenn die Monomerflüssigkeit nur von einer Seite in das Pulver eingepresst wird.
  • Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass unmittelbar oberhalb des Förderkolbens eine Begasungsöffnung in der Wandung der Kartusche angeordnet ist, die den hinteren Teil des Innenraums mit der umgebenden Atmosphäre verbindet.
  • Diese Begasungsöffnung wird durch den Förderkolben verschlossen, sobald der Förderkolben ausreichend weit in Richtung des Austragskolbens bewegt wurde. Bevorzugt ist die Begasungsöffnung verschlossen, bevor der Behälter für die Monomerflüssigkeit durch die Bewegung des Förderkolbens geöffnet ist, um ein Austreten der Monomerflüssigkeit aus dem hinteren Teil des Innenraums zu verhindern. Mit Hilfe der Begasungsöffnung kann das Innere und der Inhalt der Kartusche mit Ethylenoxid sterilisiert werden. Das Ethylenoxid kann einmal über den Kartuschenkopf in die Kartusche gelangen und zum anderen durch die Begasungsöffnung.
  • Es kann ferner vorgesehen sein, dass an der Rückseite der Kartusche ein Verbindungselement vorgesehen ist, mit dem der Knochenzementapplikator mit einer Auspresseinrichtung verbunden werden kann. Die Auspresseinrichtung weist einen vortriebbaren Stößel oder eine vortreibbare Stange auf, mit der der Förderkolben im Innenraum der Kartusche in Richtung der Vorderseite der Kartusche getrieben werden kann.
  • Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass die Kartusche aus einem vorderen Kartuschenteil und einem hinteren Kartuschenteil zusammengesetzt ist, die fest miteinander verbunden sind, insbesondere aneinandergeschraubt sind, wobei vorzugsweise ein Kartuschenkopf an dem vorderen Kartuschenteil befestigt ist.
  • Dabei kann erfindungsgemäß bevorzugt vorgesehen sein, dass der vordere Teil des Innenraums der Kartusche durch den vorderen Kartuschenteil und den Kartuschenkopf oder gegebenenfalls durch das Kopfteil und den vorderen Kartuschenteil begrenzt wird und dass der hintere Teil des Innenraums, in dem der Behälter für die Monomerflüssigkeit angeordnet ist, durch den hinteren Kartuschenteil und den Kartuschenboden oder den Förderkolben begrenzt ist.
  • Dadurch, dass die Kartusche aus zwei oder drei Teilen zusammengesetzt ist, wird die Montage des Knochenzementapplikators und auch die Befüllung der Kartusche mit den Ausgangskomponenten, vorzugsweise mit dem Pulver und mit dem Behälter enthaltend die Monomerflüssigkeit, vereinfacht. Dadurch können wiederum Herstellungskosten gespart werden.
  • Bevorzugt sind die beiden Kartuschenteile und gegebenenfalls das Kopfteil gegeneinander durch umlaufende Dichtungen abgedichtet, um ein Austreten des Pulvers, der aus dem geöffneten Behälter austretenden Monomerflüssigkeit und dem Knochenzementteig an den Verbindungen zu verhindern.
  • Ferner kann vorgesehen sein, dass in der Kartusche eine Monomerflüssigkeit als erste Ausgangskomponente und ein Pulver als zweite Ausgangskomponente enthalten ist, aus denen der Knochenzementteig innerhalb der Kartusche gemischt wird, wobei in dem Pulver ein hydrophiles Additiv verteilt ist, mit dem die Monomerflüssigkeit in dem gesamten Pulver verteilbar ist, bevorzugt ohne dass zuvor eine Polymerisation des Knochenzements die weitere Verteilung der Monomerflüssigkeit in dem Pulver verhindert.
  • Hiermit wird erreicht, dass die Monomerflüssigkeit in dem Pulver schnell verteilt wird, bevor eine Polymerisation des in dem Pulver enthaltenen Zementpulvers mit der Monomerflüssigkeit stattfindet und dadurch eine weitere Verteilung der Monomerflüssigkeit unterbunden wird. Nur hierdurch ist der erfindungsgemäße Aufbau in einer einzelnen Kartusche überhaupt möglich, dass nämlich die Monomerflüssigkeit von einer Seite in das Pulver gepresst wird und sich dennoch in dem gesamten Pulver verteilen kann, bevor die Polymerisierung eine weitere Verteilung der Monomerflüssigkeit in dem Pulver unterbindet.
  • Das Additiv ist vorzugsweise Partikulär oder Faserförmig. Bevorzugt weist das Additiv eine chemische Substanz mit zumindest einer OH-Gruppe auf. Das Additiv hat bevorzugt ein Aufsaugvermögen von mindestens 0,6 g Methylmethacrylat pro Gramm Additiv.
  • Es kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass das Pulver mindestens ein partikuläres Polymethylmethacrylat oder Polymethylmethacrylat-Copolymer der Siebfraktion kleiner 100 µm, einen Initiator, und mindestens ein in Methylmethacrylat unlösliches, partikuläres oder faserförmiges Additiv aufweist, wobei das Additiv ein Aufsaugvermögen größer gleich 0,6 g Methylmethacrylat pro Gramm Additiv bei Raumtemperatur besitzt.
  • Ein solches Pulver ist besonders gut zur Verteilung der Monomerflüssigkeit in dem Pulver geeignet, so dass ein Aufbau des Knochenzementapplikators ermöglicht wird, mit dem ein einseitiges Einpressen der Monomerflüssigkeit auch auf einer Schmalseite des Innenraums der Kartusche möglich ist. Dabei wurde überraschend gefunden, dass es möglich ist, durch einfaches In-Kontakt-Bringen eines solchen und insbesondere eines im folgenden definierten Pulvers mit einer Monomerflüssigkeit, insbesondere mit einer nachstehend definierten Monomerflüssigkeit, einen klebfreien, plastisch verformbaren Knochenzementteig herzustellen, der selbstständig durch radikalische Polymerisation aushärtet, ohne dass es notwendig ist, den Zementteig manuell oder mit Hilfe von technischen Hilfsmitteln zu vermischen. Es wurde beobachtet, dass durch Zusatz eines in Methylmethacrylat unlöslichen, partikulären oder faserförmigen Additivs, das ein Aufsaugvermögen von größer 0,6 g Methylmethacrylat pro Gramm Additiv bei Raumtemperatur besitzt, zu einem Zementpulver eines niedrig-viskosen Knochenzements, ein modifiziertes Pulver als Zementpulver erhalten wird, in das Monomerflüssigkeit über eine Strecke von mindestens 5 cm eingepresst werden kann. Das Additiv verbessert überraschend auch die Benetzung des Zementpulvers mit Monomerflüssigkeit. Das Additiv hat dabei einen „Docht-Effekt“ und leitet schon in sehr geringen Mengen ab 0,1 Gew.-% die Monomerflüssigkeit in das Innere des Pulvers. Weiterhin verzögert das Additiv das Verkleben der Polymerpartikel im Pulver, wodurch die Ausbildung einer blockierenden Gelschicht verzögert wird und das Eindringen der Monomerflüssigkeit in das Pulver begünstigt wird. Die Monomerflüssigkeit kann dabei in das Pulver eingepresst oder auch eingesaugt werden.
  • Dabei kann bevorzugt vorgesehen sein, dass das Additiv kovalent gebundene Hydroxylgruppen an seiner Oberfläche besitzt. Das Additiv kann erfindungsgemäß bevorzugt ausgewählt sein aus der Gruppe, die aus mikrokristalliner Cellulose, Oxycellulose, Stärke, Titandioxid und Siliziumdioxid besteht, wobei pyrogenes Siliziumdioxid besonders bevorzugt wird. Das Additiv kann eine Partikelgröße der Siebfraktion kleiner 100 µm, bevorzugt der Siebfraktion kleiner 50 µm und ganz besonders bevorzugt von der Siebfraktion kleiner 10 µm aufweisen. Ferner kann bevorzugt vorgesehen sein, dass das Additiv im Pulver in einer Menge von 0,1 bis 2,5 Gew.-% bezogen auf das Gesamtgewicht des Pulvers enthalten ist. Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass das Polymerpulver Dibenzoylperoxid als Initiator enthält.
  • Es kann vorgesehen sein, dass die Monomerflüssigkeit mindestens ein Methylmethacrylat und einen Aktivator enthält. Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass die Monomerflüssigkeit mindestens einen Aktivator aus der Gruppe der aromatischen Amine enthält. Ferner kann vorgesehen sein, dass die Monomerflüssigkeit mindestens einen radikalischen Stabilisator aus der Gruppe der Chinone oder der sterisch gehinderten Phenole enthält.
  • Vorteilhaft ist es, wenn das Additiv kovalent gebundene Hydroxylgruppen an seiner Oberfläche besitzt. Besonders vorteilhaft sind dabei besonders Si-OH-Gruppen und alkoholische OH-Gruppen. Durch die oberflächlich angeordneten OH-Gruppen hat das Additiv eine hohe Oberflächenenergie, wodurch eine gute Benetzbarkeit des Additivs mit Methylmethacrylat erreicht wird. Die pyrogenen Kieselsäuren Aerosil® 380 und Aerosil® 300 sind besonders geeignet. Daneben ist es auch möglich, durch Sol-Gel-Prozesse erzeugtes Siliziumdioxid als Additiv zu verwenden.
  • Die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegenden Aufgaben werden auch gelöst durch ein Verfahren zum Applizieren eines Knochenzements, bei dem ein Druck auf einen Knochenzementteig in einer mit einem Verschlusssystem verschlossenen Kartusche ausgeübt wird, wobei durch den Druck eine von dem Knochenzementteig vermittelte Kraft auf einen gegen die Kartusche beweglichen Teil des Verschlusssystems ausgeübt wird, dadurch der Teil des Verschlusssystems gegen die Kartusche bewegt wird und sich die Kartusche aufgrund der Bewegung des Teils des Verschlusssystems öffnet, wobei anschließend der Knochenzementteig mit dem gleichen Druck aus der geöffneten Kartusche ausgetrieben wird.
  • Dabei kann vorgesehen sein, dass das Verfahren mit einem erfindungsgemäßen Knochenzementapplikator durchgeführt wird.
  • Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass der Druck auf den Knochenzementteig durch eine Kraft aufgebaut wird, die auf einen linear in der Kartusche beweglichen Austragskolben ausgeübt wird.
  • Des Weiteren kann auch vorgesehen sein, dass das bewegliche Teil des Verschlusssystems ein Deckel oder ein Stopfen ist, wobei der Deckel oder der Stopfen gegen eine Wandung mit einer Austragsöffnung bewegt wird, die gegen die Kartusche fixiert ist oder das bewegliche Teil des Verschlusssystems eine Wandung mit einer Austragsöffnung ist, wobei ein Deckel oder ein Stopfen, der die Austragsöffnung in der Ausgangsstellung verschließt, gegen die Kartusche fixiert ist.
  • Hierdurch wird ein sehr einfach umzusetzendes Verfahren bereitgestellt.
  • Ferner kann vorgesehen sein, dass ein Förderkolben in einem zylindrischen Innenraum der Kartusche in Richtung einer Vorderseite der Kartusche bewegt wird, wobei ein Austragskolben zwischen dem Förderkolben und der Vorderseite der Kartusche angeordnet ist, wobei durch die Bewegung des Förderkolbens zu dem Austragskolben eine Monomerflüssigkeit als erste Ausgangskomponente des Knochenzements, die zwischen dem Förderkolben und dem Austragskolben angeordnet ist, in einen vorderen Teil des Innenraums zwischen dem Austragskolben und der Vorderseite enthaltend ein Pulver als zweite Ausgangskomponente des Knochenzements gepresst wird, wobei dadurch der Knochenzementteig entsteht, und wobei der Förderkolben auf den Austragskolben trifft und anschließend der Förderkolben den Austragskolben in Richtung der Vorderseite der Kartusche drückt, wobei das Verschlusssystem durch den von dem Austragskolben auf den Knochenzementteig ausgeübten Druck geöffnet wird.
  • Hierdurch kann durch einen unidirektionalen Antrieb, der auf den Förderkolben einwirkt, sowohl der Knochenzementteig aus den Ausgangskomponenten gemischt werden, als auch das Verschlusssystem geöffnet und der Knochenzementteig ausgetrieben werden.
  • Der Knochenzementteig bildet sich durch die Benetzung von in dem Pulver enthaltenen Zementpulverpartikeln mit der Monomerflüssigkeit. Anschließend erfolgt ein Anquellen der Zementpulverpartikel durch die Monomerflüssigkeit und Auslösung der radikalischen Polymerisation der Monomerflüssigkeit durch Reaktion des Beschleunigers mit dem Initiator. Der Beschleuniger und der Initiator sind Teil des Pulver-Monomerflüssigkeits-Systems. Durch diese chemischen Reaktionen wird der Knochenzementteig gebildet.
  • Es kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass das Mischen des Knochenzementteigs ohne Anwendung von Scherkräften erfolgt. Mit Hilfe des Pulvers mit dem Additiv kann dies erreicht werden.
  • Es kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass die Masse der in das Pulver transferierten Monomerflüssigkeit zwischen 1,5-mal und 2,5-mal so groß ist, wie die Masse des Pulvers.
  • Um das gewünschte Mischungsverhältnis zwischen Pulver und Monomerflüssigkeit im Knochenzementteig zu erhalten, kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass überschüssige Monomerflüssigkeit an der Vorderseite der Kartusche zwischen einem porösen Filter der Wandung und einem Kartuschenkopf aufgenommen wird. Die Monomerflüssigkeit wird dazu durch den porösen Filter gedrückt, der für das Pulver und den Knochenzementteig undurchlässig ist. Durch Aufnahme der überschüssigen Monomerflüssigkeit nach dem Durchtritt der Monomerflüssigkeit durch das Pulver bis zur Wandung kann verhindert werden, dass der Knochenzementteig zu dünnflüssig wird und dadurch eine unerwünschte Konsistenz erhält. Zudem kann zur Vermeidung einer zu dickflüssigen Konsistenz des Knochenzementteigs vorgesehen sein, dass die Monomerflüssigkeit im Überschuss vorhanden ist, um die Verluste durch die zwischen dem Austragskolben und dem Förderkolben sowie in den Durchgängen des Austragskolbens verbleibende Reste der Monomerflüssigkeit auszugleichen.
  • Es kann auch vorgesehen sein, dass durch die Bewegung des Förderkolbens in Richtung des Austragskolbens ein Behälter für die Monomerflüssigkeit, der zwischen dem Förderkolben und dem Austragskolben im Innenraum der Kartusche angeordnet ist, geöffnet wird, wobei vorzugsweise eine Glasampulle oder eine Kunststoffampulle als Behälter zwischen dem Förderkolben und dem Austragskolben zersplittert wird oder ein Folienbeutel als Behälter aufgerissen, aufgeschlitzt oder aufgestochen wird und der Folienbeutel anschließend ausgepresst wird.
  • Hierdurch kann das Verfahren so umgesetzt werden, dass zuvor die Ausgangskomponenten, insbesondere die Monomerflüssigkeit, auch langfristig in der Kartusche gelagert werden können.
  • Es kann vorgesehen sein, dass der Austragskolben während des Öffnens des Behälters und während des Einpressens der Monomerflüssigkeit in das Pulver mit der Innenwand der Kartusche gerastet ist, wobei die Rastung des Austragskolbens mit der Innenwand der Kartusche durch den Druck des Förderkolbens auf den Austragskolben gelöst wird und anschließend der Förderkolben den Austragskolben in Richtung des Kartuschenkopfs drückt.
  • Hierdurch kann sichergestellt werden, dass zunächst der Behälter für die Monomerflüssigkeit geöffnet wird und anschließend die Monomerflüssigkeit vollständig oder zumindest die gewünschte Menge der Monomerflüssigkeit in das Pulver gepresst wird, bevor der Austragskolben von dem Förderkolben in Richtung des Kartuschenkopf gedrückt wird, um den Knochenzementteig aus der Kartusche auszupressen.
  • Erfindungsgemäße Verfahren können sich auch dadurch auszeichnen, dass die Kartusche in eine Auspresseinrichtung eingesetzt wird und ein Stößel der Auspresseinrichtung vorgetrieben wird, wobei durch das Vortreiben des Stößels der Druck auf den Knochenzementteig erzeugt wird, wobei bevorzugt mit dem Stößel ein Förderkolben in Richtung des Verschlusssystems getrieben wird.
  • Es kann des Weiteren vorgesehen sein, dass zur Herstellung des Knochenzementteigs eine Monomerflüssigkeit als erste Ausgangskomponente des Knochenzementteigs mit Hilfe eines hydrophilen Additivs in einem Pulver als zweite Ausgangskomponente des Knochenzementteigs in dem Pulver verteilt wird, wobei bevorzugt das Pulver komprimiert oder unter einem mechanischen Druck in einem vorderen Teil des Innenraums der Kartusche enthalten ist.
  • Es kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass das Pulver in den vorderen Teil des Innenraums der Kartusche eingepresst wird, wobei bevorzugt der vordere Teil des Innenraums der Kartusche derart verschlossen wird, dass das Pulver im vorderen Teil des Innenraums unter einem mechanischen Druck steht und dadurch komprimiert gehalten wird. Der mechanische Druck wird von der Kartusche, dem Austragskolben sowie von dem Kartuschenkopf aufrechterhalten, die dadurch unter Spannung stehen. Die Kraft zum Aufbringen des Drucks werden also durch die Elastizität beziehungsweise eine elastische Verformung der Kartusche, des Austragskolbens und des Kartuschenkopfs aufgebracht.
  • Der Erfindung liegt die überraschende Erkenntnis zugrunde, dass es mit dem erfindungsgemäßen Knochenzementapplikator und dem darin enthaltenen Verschlusssystem gelingt, den Druck, der zum Austreiben des Knochenzementteigs aus der Kartusche verwendet wird, auch zum Öffnen der Kartusche beziehungsweise des Verschlusssystems zu verwenden. Hierdurch kann ein zusätzliches Bauteil eingespart werden und vor allem kann ein zusätzlicher Arbeitsschritt durch den Anwender eingespart werden. Mit dem Druck des Knochenzements auf das Verschlusssystem wird die Austragsöffnung nach außen geöffnet und der Knochenzementteig kann aufgrund des gleichen Drucks aus der Kartusche ausfließen. Der Verschluss bietet dabei den Vorteil, dass die Kartusche zunächst verschlossen ist, so dass das Innere der Kartusche von der Umwelt getrennt ist. Dadurch kann einerseits die Umgebung vor dem Öffnen der Verschlusssystems nicht mit dem Inhalt der Kartusche, also mit dem Knochenzementteig oder der Ausgangskomponente kontaminiert werden, und andererseits kann eine darin gelagerte Ausgangskomponente unter Abschluss auch über längere Zeit steril gelagert werden.
  • Bevorzugt können noch weitere Arbeitsschritte durch die gleiche Kraft, die auch den Druck auf den gemischten Knochenzementteig ausübt, mit einem erfindungsgemäßen Knochenzementapplikator durchgeführt, beziehungsweise angetrieben werden. Besonders bevorzugt, werden alle Arbeitsschritte mit nur einer andauernden Krafteinwirkung umgesetzt. Als weitere Arbeitsschritte kommen neben dem Auspressen des Knochenzementteigs und dem Öffnen des Verschlusssystems noch das Mischen des Knochenzementteigs aus zwei Ausgangskomponenten, das Eintragen einer Monomerflüssigkeit als erster Ausgangskomponente in ein Pulver als zweiter Ausgangskomponente und das Öffnen eines Behälters für die Monomerflüssigkeit in Betracht. Bevorzugt wird das Mischend der Ausgangskomponenten erfindungsgemäß aber vor allem durch eine Verteilung der Monomerflüssigkeit in dem Pulver mit Hilfe eines in dem Pulver verteilten hydrophilen Additivs erreicht oder zumindest wird das Mischen hiervon unterstützt. Die Verteilung der Monomerflüssigkeit wird dabei durch eine Komprimierung des Pulvers in der Kartusche unterstützt.
  • Das Verschlusssystem für den erfindungsgemäßen Knochenzementapplikator ist nur durch die Bewegung des Knochenzementteigs im Hohlraum der Kartusche den Hohlraum selbsttätig zu öffnen. Nach der form- oder kraftschlüssigen Verbindung des Knochenzementapplikators mit der Auspresseinrichtung wirkt durch Betätigung der Auspresseinrichtung der Stößel der Auspresseinrichtung auf den Knochenzementapplikator ein. Dadurch wird der Behälter enthaltend die Monomerflüssigkeit geöffnet und anschließend bei weiterer Bewegung des Stößels die Monomerflüssigkeit in das Zementpulver gepresst. Erfindungsgemäß kann nur mit der Vorwärtsbewegung des Stößels der Auspresseinrichtung das Öffnen des Behälters der Monomerflüssigkeit, der nachfolgende Monomerflüssigkeitstransfer in das Zementpulver und die Vermischung der Ausgangskomponenten unter Bildung des Zementteigs vorgenommen werden.
  • Der Knochenzementapplikator beruht auf der Idee, die an sich bekannte lineare Vorwärtsbewegung von Stößeln von manuell betriebenen Auspressvorrichtungen so zu nutzen, dass durch kontinuierliche Einwirkung der Druckkraft der linearen Vorwärtsbewegung des Stößels zuerst ein Behälter für eine Monomerflüssigkeit geöffnet wird, der Behälter anschließend zusammengepresst wird, wodurch die Monomerflüssigkeit aus dem Behälter austritt und in verdichtetes Zementpulver eingepresst wird, wobei die zwischen den Zementpulverpartikeln vorhandene Luft durch die eingepresste Monomerflüssigkeit verdrängt wird und nach Benetzung der Zementpulverpartikel durch die Monomerflüssigkeit ein Zementteig entsteht. Voraussetzung dafür ist die Verwendung eines Zementpulvers, das so eingestellt ist, dass es sehr gut von der Monomerflüssigkeit benetzt wird und diese durch Kapillarwirkung einsaugen kann.
  • Die Idee des Knochenzementapplikators besteht darin, mindestens einen Behälter für die Monomerflüssigkeit hinter einem Reservoir des Zementpulvers so anzuordnen, dass hinter dem Behälter ein axial beweglicher Förderkolben angeordnet ist und zwischen dem Behälter und dem Reservoir für das Zementpulver ein nur für Flüssigkeiten und Gase durchlässiger Austragskolben angeordnet ist. Vor dem Reservoir des Zementpulvers ist ein Sterilisationskolben als in der Kartusche bewegliche Wandung angeordnet, der nur für Gase und Flüssigkeiten nicht aber für den gemischten Knochenzementteig durchlässig ist. Der Sterilisationskolben ist mit einem Austragsrohr verbunden, wobei die Öffnung des Austragsrohrs an der Unterseite des Sterilisationskolbens mündet.
  • Der besondere Vorteil des erfindungsgemäßen Knochenzementapplikators mit Förderkolben und Austragskolben besteht in der vereinfachten Handhabung des Mischsystems. Der Anwender muss nur den mit Pulver und Monomerflüssigkeit befüllten Knochenzementapplikator in einem ersten Schritt mit einer manuellen Auspressvorrichtung verbinden und in einem zweiten Schritt die mit dem Kartuschenkopf nach oben zeigende Auspressvorrichtung so lange betätigen, bis aus dem Austragsrohr Knochenzementteig austritt. Der Knochenzementteig kann danach wie bei bisher üblichen Mischsystemen durch weitere Betätigung der Auspressvorrichtung ausgepresst werden. Es handelt sich bei dem Knochenzementapplikator um ein Full-Prepacked-Mischsystem, das bei Verwendung eines geeigneten Pulvers beziehungsweise Zementpulvers als Ready-to-use-System eingesetzt werden kann.
  • Komplexe Montageschritte und ein manuelles Mischen mit Mischstäben mit daran befestigten Mischelementen sind im Gegensatz zu den bisherigen Full-Prepacked-Mischsystemen nicht mehr notwendig. Dadurch sind Anwendungsfehler durch fehlerhafte Montageschritte und durch fehlerhaftes manuelles Mischen konstruktiv ausgeschlossen.
  • Wichtig ist, dass nach erfolgter Bewegung des Verschlusssystems der Abstand zwischen dem Stopfen oder Deckel und der Austragsöffnung mindestens 5 mm beträgt. Bevorzugt sollte der Abstand zwischen 6 mm und 10 mm sein, damit der Strömungswiderstand für den auszutragenden Knochenzementteig möglichst niedrig ist.
  • Es ist erfindungsgemäß, dass im Verschlusssystem, insbesondere in einer Wandung des Verschlusssystems, eine gasdurchlässige, aber für Pulverpartikel undurchlässige offen-poröse Kunststoffschicht angeordnet ist, wobei die Kunststoffschicht bevorzugt als Scheibe ausgebildet ist. Diese gasdurchlässige Wandung ermöglicht eine Begasung des mit dem Pulver gefüllten vorderen Teil des Innenraums der Kartusche. Dieser Teil des Verschlusssystems wird vorliegend auch als Sterilisationskolben bezeichnet, insbesondere, wenn dieser gegen die Kartusche axial beweglich im Innenraum der Kartusche angeordnet ist.
  • In einer Ausführungsform ist der Sterilisationskolben axial beweglich in der Kartusche angeordnet, wobei ein Stopfen das untere Ende eines Austragsrohrs verschließt, das in dem Sterilisationskolben mündet. Der Stopfen ist über radiale Stege mit der Kartusche axial nicht verschiebbar verbunden. Die Stege sind bevorzugt mit einem ring verbunden. Dieser Ring kann mit der Innenwand der Kartusche verklemmt sein. Dabei hat der Ring einen geringfügig größeren Außendurchmesser als der Innendurchmesser der Kartusche. Es ist auch möglich, den Ring in einem umlaufenden Spalt zwischen dem Kartuschenkopf und der Kartusche einzuklemmen, wenn der Kartuschenkopf auf die Kartuschen aufgeschraubt oder durch ein Rastsystem mit der Kartusche verbunden ist. Der Sterilisationskolben ist lösbar mit der Innenwand der Kartusche verbunden, wobei der Sterilisationskolben bevorzugt durch mindestens ein Rastmittel lösbar mit der Kartusche verbunden ist, wobei das mindestens eine Rastmittel durch Krafteinwirkung in axialer Richtung der Kartusche gelöst werden kann. Nach der Vermischung des Pulvers mit der Monomerflüssigkeit wird der Knochenzementteig durch die Einwirkung der Auspresseinrichtung in Richtung des Kartuschenkopfs gepresst. Der Sterilisationskolben wird durch den Druck des Knochenzementteigs in Richtung Kartuschenkopf gedrückt. Der Sterilisationskolben bewegt sich dadurch in Richtung des Kartuschenkopfs und entfernt sich von dem axial nicht beweglichen, an der Kartusche fixierten Stopfen. Dadurch wird das Austragsrohr vom Stopfen abgezogen und die Öffnung des Austragsrohrs wird frei und der gebildete Knochenzementteig kann durch das geöffnete Austragsrohr nach außen gepresst werden. Der axiale nicht bewegliche Stopfen bildet mit dem axial beweglichen Sterilisationskolben ein durch axialen Druck des Knochenzementteigs in Richtung Kartuschenkopf öffnendes Verschlusssystem.
  • In einer alternativen Ausgestaltungsform ist der Sterilisationskolben axial nicht verschiebbar in der Kartusche angeordnet (wird aber vorliegend der Einfachheit halber dennoch als Sterilisationskolben bezeichnet), wobei im Austragsrohr ein axial verschiebbarer Stopfen angeordnet ist. Der axial verschiebbare Stopfen im Austragsrohr bildet mit dem Sterilisationskolben ein durch axialen Druck zu öffnendes Verschlusssystem der Kartusche. Das bedeutet, dass der nach Vermischung der Monomerflüssigkeit mit dem Pulver entstandene Knochenzementteig durch Einwirkung der Auspressvorrichtung in Richtung des Kartuschenkopfs gepresst wird. Der in der Kartusche axial fixierte Sterilisationskolben kann dem Druck des Zementteigs nicht nachgeben. Der in dem Austragsrohr angeordnete Stopfen ist jedoch axial verschiebbar. Dadurch drückt der Zementteig den Stopfen aus dem Austragsrohr. Das Austragsrohr wird frei und der Knochenzementteig kann durch das Austragsrohr ausgepresst werden.
  • Der besondere Vorteil des erfindungsgemäßen Verschlusssystems ist, dass erst infolge des Auspressdrucks des gemischten Knochenzementteigs das Austragsrohr beziehungsweise die Austragsöffnung der Kartusche selbsttätig ohne zusätzliche äußere Arbeitsschritte geöffnet wird. Dadurch wird vermieden, dass während der Lagerung Ausgangskomponenten, insbesondere das Zementpulver, aus der Kartusche unbeabsichtigt austreten können. Die Ausgangskomponenten werden sicher in der Kartusche gelagert. Trotz des sicheren Einschlusses in der Kartusche ist eine Sterilisation mit gasförmigen Ethylenoxid möglich, die zur Sterilisation notwendig ist. Ein besonderer Vorteil des Verschlusssystems besteht darin, dass von außen keine Manipulationen zur vorzeitigen Öffnung vorgenommen werden können, ohne das gesamte Verschlusssystem zu demontieren.
  • Ein erfindungsgemäßer Knochenzementapplikator für Polymethylmethacrylat-Knochenzement beziehungsweise ein Verschlusssystem für einen solchen Knochenzementapplikator ist beispielsweise zusammengesetzt aus
    1. a) einer hohlzylinderförmigen Kartusche mit einem an einem Kartuschenende angeordneten Element zur Verbindung mit einer Auspressvorrichtung,
    2. b) einem Austragsrohr,
    3. c) einem Kartuschenkopf, der die hohlzylinderförmige Kartusche abschließt, wobei eine Durchführung zur Aufnahme des Austragsrohrs im Kartuschenkopf angeordnet ist, und wobei mindestens eine Durchführung die Außenseite des Kartuschenkopfs mit der Innenseite des Kartuschenkopfs gasdurchlässig verbindet,
    4. d) wobei hinter dem Kartuschenkopf ein Sterilisationskolben angeordnet ist, der gasdurchlässig aber für Pulverpartikel undurchlässig ist, wobei der Sterilisationskolben eine von der Unterseite zur Oberseite gehende Durchführung besitzt, die an der Oberseite mit dem Austragsrohr flüssigkeitsdurchlässig verbunden ist,
    5. e) einem Stopfen, der das Austragsrohr verschließt, und
    6. f) wobei durch eine axiale Relativbewegung zwischen dem Stopfen und dem Sterilisationskolbens das Austragsrohr geöffnet wird.
  • Weiterhin ist ein Kartuschensystem mit dem Verschlusssystem erfindungsgemäß. Das Kartuschensystem ist zusammengesetzt aus
    1. a) einer hohlzylinderförmigen Kartusche mit einem am Kartuschenende angeordneten Element zur Verbindung mit einer Auspressvorrichtung,
    2. b) einem Kartuschenkopf, der die hohlzylinderförmige Kartusche abschließt, wobei eine Durchführung zur Aufnahme des Austragsrohrs im Kartuschenkopf angeordnet ist, und wobei mindestens eine Durchführung die Außenseite des Kartuschenkopfs mit der Innenseite des Kartuschenkopfs gasdurchlässig verbindet,
    3. c) einem Austragsrohr,
    4. d) einem Sterilisationskolben, der gasdurchlässig aber für Pulverpartikel undurchlässig ist, wobei der Sterilisationskolben eine von der Unterseite zur Oberseite gehende Durchführung besitzt, die an der Oberseite mit dem Austragsrohr flüssigkeitsdurchlässig verbunden ist,
    5. e) einem zylinderförmigen Verschlussstopfen, der gegen das Austragsrohr axial verschiebbar angeordnet ist,
    6. f) einem Förderkolben, der in der Kartusche axial beweglich angeordnet ist, der den Kartuschenboden flüssigkeitsundurchlässig verschließt,
    7. g) einem Austragskolben, der in der Kartusche axial beweglich zwischen dem Sterilisationskolben und dem Förderkolben angeordnet ist, wobei der Austragskolben mindestens eine flüssigkeitsdurchlässige und für Pulverpartikel undurchlässige Durchführung zwischen den beiden Stirnseiten besitzt,
    8. h) mindestens einem Monomerflüssigkeitsbehälter,
    9. i) einem ersten Hohlraum zur Lagerung des Monomerflüssigkeitsbehälters, der durch die Innenwand der Kartusche, den Förderkolben und den Austragskolben begrenzt wird,
    10. j) Zementpulver, und
    11. k) einem zweiten Hohlraum, in dem das Zementpulver angeordnet ist, wobei der zweite Hohlraum durch die Innenwand der Kartusche, den Sterilisationskolben und den Austragskolben begrenzt ist.
  • Zur Bestimmung des Aufsaugvermögens der Additive wurde eine aus der Pharmazie bekannte Enslin-Apparatur (C.-D. Herzfeldt, J. Kreuter (Hrsg.): Grundlagen der Arzneiformenlehre. Galenik 2, Springer Verlag Berlin Heidelberg New York, 1999, S. 79-80.) vereinfacht. Es wurde ein Glasfiltertiegel 1D3 der Firma Schott verwendet. Es wurde zuerst die Taramasse des Glasfiltertiegels bestimmt. Dann wurden jeweils 3,000 g bzw. 1,000 g des Additivs in den Glasfiltertiegel eingewogen. Der Glasfiltertiegel wurde auf eine Saugflasche aufgesetzt. Zum Additiv wurden 20 ml Methylmethacrylat gegeben, so dass das Additiv vollständig bedeckt war. Das nicht vom Additiv aufgesaugte Methylmethacrylat lief durch den Glasfiltertiegel nach unten ab. Nach 15 Minuten wurde der Glasfiltertiegel mit dem Additiv und dem aufgesaugten Methylmethacrylat ausgewogen und die Masse des aufgesaugten Methylmethacrylats bestimmt. Die Bestimmung wurde jeweils dreimal wiederholt und der Mittelwert bestimmt. Als Referenz wurde der Glasfiltertiegel mit Methylmethacrylat ohne zugesetztes Additiv in gleicher Weise behandelt.
  • Beispiel 1: Bestimmung des Aufsaugvermögens des Additivs
  • Für die Bestimmung des Aufsaugvermögens des Additivs wurden folgende Ausgangsstoffe verwendet:
    • Methylmethacrylat (Sigma-Aldrich)
    • Stärke (Sigma-Aldrich, Siebfraktion <100 µm )
    • Cellulose (Sigma-Aldrich, Siebfraktion <100 µm)
    • Aerosil® 380 (Evonik, Partikelgröße ~ 7 nm)
  • Für die Bestimmung des Aufsaugvermögens der Additive Stärke, Cellulose und Aerosil®380 wurde ein Glasfiltertiegel 1D3 der Firma Schott Mainz verwendet. Es wurde zuerst die Taramasse des Glasfiltertiegels bestimmt. Dann wurden jeweils 3,000 g Additiv und beim Aerosil® 380 1,000g in den Glasfiltertiegel eingewogen.
  • Der Glasfiltertiegel mit dem eingewogenen Additiv wurde auf eine Saugflasche aufgesetzt. Zum Additiv wurden 10 ml Methylmethacrylat gegeben, so dass das Additiv vollständig bedeckt war. Das nicht vom Additiv aufgesaugte Methylmethacrylat lief durch den Glasfiltertiegel nach unten ab. Nach 15 Minuten wurde der Glasfiltertiegel mit dem Additiv und dem aufgesaugten Methylmethacrylat ausgewogen und die Masse des aufgesaugten Methylmethacrylats bestimmt. Die Bestimmung wurde jeweils dreimal wiederholt und der Mittelwert ermittelt. Als Referenz wurde der Glasfiltertiefgel mit Methylmethacrylat ohne zugesetztes Additiv in gleicher Weise behandelt.
    Additiv Aufsaugvermögen [g Methylmethacrylat/g Additiv]
    Stärke 0,7
    Cellulose 1,8
    Aerosil® 380 9,4
  • Im Folgenden werden weitere Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von einundzwanzig schematisch dargestellten Figuren erläutert, ohne jedoch dabei die Erfindung zu beschränken. Dabei zeigt:
    • 1: eine schematische Querschnittansicht eines ersten beispielhaften erfindungsgemäßen Knochenzementapplikators mit zweiteiliger Kartusche im Ausgangszustand;
    • 2: eine schematische perspektivische Ansicht des Knochenzementapplikators nach 1;
    • 3: eine perspektivische Explosionsdarstellung der Teile des Knochenzementapplikators nach den 1 und 2;
    • 4: fünf schematische Querschnittansichten A bis E des ersten beispielhaften Knochenzementapplikators, die den Ablauf der Anwendung des Knochenzementapplikators während der Herstellung und der Applikation des Knochenzementteigs zeigen;
    • 5: eine Ausschnittvergrößerung des Verschlusssystems als schematische Teilquerschnittansicht des ersten beispielhaften Knochenzementapplikators;
    • 6: sechs schematische Querschnittansichten A bis F eines zweiten beispielhaften Knochenzementapplikators mit einteiliger Kartusche, die den Ablauf der Anwendung des Knochenzementapplikators während der Herstellung und der Applikation des Knochenzementteigs zeigen;
    • 7: eine perspektivische Außenansicht des zweiten beispielhaften erfindungsgemäßen Knochenzementapplikators nach 6;
    • 8: eine perspektivische Explosionsdarstellung der Teile des zweiten Knochenzementapplikators nach den 6 und 7;
    • 9: sechs schematische Querschnittansichten A bis F eines dritten beispielhaften Knochenzementapplikators mit einem alternativen Verschlusssystem, die den Ablauf der Anwendung des Knochenzementapplikators während der Herstellung und der Applikation des Knochenzementteigs zeigen;
    • 10: eine perspektivische Außenansicht des dritten beispielhaften erfindungsgemäßen Knochenzementapplikators nach 9;
    • 11: eine perspektivische Querschnittansicht des dritten beispielhaften erfindungsgemäßen Knochenzementapplikators nach den 9 und 10 im Ausgangszustand;
    • 12: eine Ausschnittvergrößerung des alternativen Verschlusssystems als schematische Teilquerschnittansicht des dritten beispielhaften Knochenzementapplikators im Ausgangszustand;
    • 13: eine Ausschnittvergrößerung des alternativen Verschlusssystems als schematische Teilquerschnittansicht des dritten beispielhaften Knochenzementapplikators nach dem Auspressen des Knochenzementteigs;
    • 14: eine schematische perspektivische Querschnittansicht eines vierten beispielhaften erfindungsgemäßen Knochenzementapplikators im Ausgangszustand;
    • 15: fünf schematische Querschnittansichten A bis E des vierten beispielhaften Knochenzementapplikators, die den Ablauf der Anwendung des Knochenzementapplikators während der Herstellung und der Applikation des Knochenzementteigs zeigen;
    • 16: eine schematische Querschnittansicht des vierten beispielhaften erfindungsgemäßen Knochenzementapplikators nach den 14 und 15 mit einteiliger Kartusche und Verlängerungsrohr im Ausgangszustand;
    • 17: sechs schematische Querschnittansichten A bis F eines fünften beispielhaften Knochenzementapplikators mit einem alternativen Verschlusssystem, die den Ablauf der Anwendung des Knochenzementapplikators während der Herstellung und der Applikation des Knochenzementteigs zeigen;
    • 18: zwei schematische perspektivische Querschnittansichten des fünften beispielhaften erfindungsgemäßen Knochenzementapplikators im Ausgangszustand;
    • 19: eine Ausschnittvergrößerung der Vorderseite eines sechsten beispielhaften Knochenzementapplikators in einer schematischen Querschnittansicht;
    • 20: eine perspektivische Querschnittansicht des vorderen Teils der Kartusche des sechsten beispielhaften Knochenzementapplikators; und
    • 21: eine weitere perspektivische Querschnittansicht des vorderen Teils der Kartusche des sechsten beispielhaften Knochenzementapplikators mit einer Austragsroh rverlängeru ng.
  • In den Figuren werden auch für unterschiedliche Ausführungsbeispiele bei gleichen oder gleichartigen Bauteilen die gleichen Bezugszeichen verwendet, um die Übersichtlichkeit zu erhalten und die Vergleichbarkeit der Ausführungsbeispiele zu ermöglichen.
  • Die 1 bis 5 zeigen eine beispielhafte Ausführung eines ersten erfindungsgemäßen Knochenzementapplikators mit einem erfindungsgemäßen Verschlusssystem. Dabei zeigt 1 eine schematische Querschnittansicht des ersten beispielhaften erfindungsgemäßen Knochenzementapplikators im Ausgangszustand, 2 eine schematische perspektivische Ansicht des Knochenzementapplikators, 3 eine perspektivische Explosionsdarstellung der Teile des Knochenzementapplikators, 4 fünf schematische Querschnittansichten A bis E des Knochenzementapplikators, die den Ablauf der Anwendung des Knochenzementapplikators während der Herstellung und der Applikation des Knochenzementteigs zeigen und 5 eine Ausschnittvergrößerung des Verschlusssystems als schematische Teilquerschnittansicht des Knochenzementapplikators.
  • Im Ausgangszustand des Knochenzementapplikators sind ein Pulver 1 als eine Ausgangskomponente eines PMMA-Knochenzements und eine Monomerflüssigkeit 2 als weitere Ausgangskomponente des PMMA-Knochenzements in dem Knochenzementapplikator enthalten. Das Pulver 1 enthält ein Knochenzementpulver als Hauptbestandteil sowie ein hydrophiles Additiv, mit dem die Monomerflüssigkeit 2 in dem Pulver 1 verteilbar ist. Das Pulver 1 und die Monomerflüssigkeit 2 sind in einer zweiteiligen Kartusche 3, 4 enthalten, wobei das Pulver 1 in einem vorderen Kartuschenteil 3 mit einem vorderen Innenraum und die Monomerflüssigkeit 2 in einem hinteren Kartuschenteil 4 mit einem hinteren Innenraum der Kartusche 3, 4 angeordnet ist. Gemeinsam begrenzt der hintere Innenraum und der vordere Innenraum einen zylindrischen Innenraum der Kartusche 3, 4.
  • An der Rückseite des Knochenzementapplikators (in 1 unten, in 2 nach rechts oben hinten und in 4 rechts) ist ein Förderkolben 5 angeordnet, der in axialer Richtung linear in Richtung der Vorderseite des Knochenzementapplikators (in 1 oben, in 2 nach links unten vorne und in 4 links) im Innenraum der Kartusche 3, 4 vortreibbar ist, beziehungsweise beweglich gelagert ist. Der Förderkolben 5 schließt die Rückseite des Innenraums der Kartusche 3, 4 ab. Im hinteren Ende des vorderen Innenraums, beziehungsweise in der Verbindung vom vorderen Innenraum zum hinteren Innenraum der Kartusche 3, 4 ist ein Austragskolben 6 angeordnet, der in axialer Richtung linear in Richtung der Vorderseite des Knochenzementapplikators im Innenraum der Kartusche 3, 4 vortreibbar ist, beziehungsweise beweglich gelagert ist. Der Austragskolben 6 ist also zwischen dem Pulver 1 und der Monomerflüssigkeit 2 im Innenraum der Kartusche 3, 4 angeordnet.
  • An der Vorderseite des Knochenzementapplikators ist ein Verschlusssystem angeordnet, mit dem der Innenraum der Kartusche 3, 4 nach vorne abgeschlossen ist, das sich aber zum Austragen eines aus den Ausgangskomponenten 1, 2 gemischten Knochenzementteigs 44 (siehe 4 D und 4 E) öffnen lässt. Eine Wandung 7 des Verschlusssystems weist eine zentrale kreisrunde Austragsöffnung auf und ist in axialer Richtung des vorderen Innenraums des vorderen Kartuschenteils 3 beweglich angeordnet. Die Austragsöffnung ist durch einen inneren Ring begrenzt. Die Wandung 7 ist nach Art eines Rads mit einem äußeren Ring aufgebaut, der mit dem die Austragsöffnung begrenzenden inneren Ring über eine Mehrzahl von Streben verbunden ist. Der innere Ring, der äußere Ring und die Streben sind einteilig aus Kunststoff gefertigt. Ferner umfasst das Verschlusssystem einen Stopfen 8, mit dem die Austragsöffnung im Ausgangszustand, wie er in 1 gezeigt ist, verschlossen ist.
  • Die Monomerflüssigkeit 2 ist in einer geschlossenen Glasampulle 9 als Behälter 9 für die Monomerflüssigkeit 2 enthalten. Innerhalb der Glasampulle 9 kann die Monomerflüssigkeit 2 über lange Zeit in dem Knochenzementapplikator gelagert werden.
  • Das Verschlusssystem des Knochenzementapplikators ist in einem Kartuschenkopf 10 angeordnet, der den vorderen Bereich des vorderen Innenraums beziehungsweise den vorderen Kartuschenteil 3 der Kartusche 3, 4 begrenzt. Genaugenommen ist der Kartuschenkopf 10 ein Teil der Kartusche 3, 4. In dem Kartuschenkopf 10 ist an der Fronseite eine Begasungsöffnung 11 vorgesehen, die im Lagerungszustand beziehungsweise im Ausgangszustand des Knochenzementapplikators mit einer Kappe 12 verschlossen ist. Durch die Begasungsöffnung 11 kann der Innenraum der Kartusche 3, 4 mit einem sterilisierenden Gas, wie Ethylenoxid, begast werden und so der Inhalt der Kartusche 3, 4 sterilisiert werden. Vorzugsweise sind in der Wandung des hinteren Kartuschenteils 4 direkt neben der Position des Förderkolbens 5 noch weitere Begasungsöffnungen (nicht gezeigt) analog den Ausführungsbeispielen nach den 9 bis 18 vorgesehen, die das Innere der Kartusche 3, 4 mit der Umgebung verbinden und durch die der Innenraum der Kartusche 3, 4 von außen mit dem sterilisierenden Gas begast werden kann. Bei einer Bewegung des Förderkolbens 5 in Richtung des Kartuschenkopfs 10 werden diese rückseitigen Begasungsöffnungen durch den Förderkolben 5 verschlossen, so dass keine aus der Ampulle 9 austretende Monomerflüssigkeit 2 aus dem hinteren Teil des Innenraums nach außen dringen kann. Dadurch kann das sterilisierende Gas durch die Kartusche 3, 4 geleitet werden.
  • Der Stopfen 8 des Verschlusssystems wird von einem Halterungsring 14 gehalten, wobei der Stopfen 8 über Streben des Halterungsrings 14 mit einem äußeren Ring des Halterungsrings 14 verbunden ist. Der Halterungsring 14 ist außen in der Verbindung zwischen dem Kartuschenkopf 10 und dem vorderen Kartuschenteil 3 fixiert. Dadurch ist auch der Stopfen 8 gegen die Kartusche 3, 4 fixiert.
  • Die zwischen den Streben der Wandung 7 des Verschlusssystems offenen Zwischenräume sind durch einen gasdurchlässigen aber für das Pulver 1 und den Knochenzementteig 44 undurchlässigen Filter 16 in Form einer Lochscheibe abgedeckt. Dadurch ist die Wandung 7 für Gase wie Ethylenoxid durchlässig aber für das Pulver 1 und den Knochenzementteig 44 undurchlässig. Analog dem Halterungsring 14 ist die Wandung 7 nämlich durch ein Gerüst in Form des äußeren Rings mit den sich nach Innen zur Austragsöffnung hin radial erstreckenden Speichen geformt und somit durchlässig, wenn deren Zwischenräume nicht durch den Filter 16 abgedeckt wären. Der Aufbau der Wandung 7 und des Halterungsrings 14 ist am besten in 3 zu erkennen. Die Wandung 7 mit dem Filter 16 sowie dem gegen die Kartusche 3, 4 unbeweglich gehaltenen Stopfen 8 und dem Halterungsring 14 bilden ein erfindungsgemäßes Verschlusssystem für den erfindungsgemäßen Knochenzementapplikator.
  • Einteilig mit der Wandung 7 ausgeführt, ist an der Austragsöffnung, beziehungsweise an dem Inneren Ring der Wandung 7, der die Austragsöffnung begrenzt, ein Austragsrohr 18 angeordnet, durch das bei der Anwendung des Knochenzementapplikators eine Applikation des Knochenzementteigs 44 erfolgt (siehe 4 E). Das Austragsrohr 18 mündet also in die Austragsöffnung im Inneren der Kartusche 3, 4. Mit der Wandung 7 wird also auch das Austragsrohr 18 bewegt. Dazu ist das Austragsrohr 18 durch eine Durchführung in dem Kartuschenkopf 10 in Längsrichtung (also in axialer Richtung des zylindrischen Innenraums der Kartusche 3, 4) beweglich gelagert. In der Durchführung sind Nocken 19 vorgesehen, so dass das Austragsrohr 18 und damit die Wandung 7 mit dem Filter 16 nur gegen einen Widerstand gegen den Kartuschenkopf 10 bewegt werden kann. In dem Austragsrohr 18 ist eine umlaufende Nut 21 vorgesehen, die mit den Nocken 19 eine lösbare Arretierung des Austragsrohrs 18 und damit der Wandung 7 gegen den Kartuschenkopf 10 und damit gegen die Kartusche 3, 4 bildet. Die Wandung 7 mit dem Filter 16 kann auch als Sterilisationskolben bezeichnet werden. Das Pulver 1 ist unter Druck in den vorderen Teil des Innenraums der Kartusche 3, 4 zwischen der Wandung 7 mit dem Filter 16 und dem Austragskolben 6 eingepresst und steht unter einem elastischen mechanischen Druck. Durch die Arretierung der Nocken 19 mit der umlaufenden Nut 21 in der Durchführung soll vermieden werden, dass der von dem zusammengepressten Pulver 1 auf die Wandung 7 mit dem Filter 16 ausgeübte elastische Druck ausreicht, um die Wandung 7 mit dem Filter 16 in Richtung der Vorderseite der Kartusche 3, 4 beziehungsweise an die Frontseite des durch den Kartuschenkopf 10 begrenzten Innenraums zu drücken und dadurch das Pulver 1 wieder zu entspannen.
  • An der zum Pulver 1 weisenden Seite des Austragskolbens 6 ist ein für das Pulver 1 undurchlässiger aber für die Monomerflüssigkeit 2 durchlässiger Porenfilter 20 angeordnet. Damit soll verhindert werden, dass das Pulver 1 durch Durchgänge 22, die in dem Austragskolben 6 vorgesehen sind, in den hinteren Teil des Innenraums der Kartusche 3, 4 vordringen kann. Der Porenfilter 20 deckt dabei die Durchgänge 22 ab, so dass das Pulver 1 auch nicht in die Durchgänge 22 vordringen kann. Hierdurch wird vermieden, dass die Monomerflüssigkeit 2 nach dem Öffnen der Ampulle 9 bereits vorzeitig mit Zementpulverpartikeln des Pulvers 1 reagiert, also bevor die Monomerflüssigkeit 2 in den vorderen Teil des Innenraums eingepresst wurde. Dadurch kann verhindert werden, dass die Durchgänge 22 durch anquellenden Knochenzement blockiert werden und dadurch keine weitere Einleitung von Monomerflüssigkeit 2 in das Pulver 1 mehr möglich ist.
  • Auf der dem Porenfilter 20 gegenüberliegenden Seite des Austragskolbens 6 ist ein Gitter 24 oder Sieb 24 angeordnet, mit dem das Vordringen von Splittern der aufgebrochenen Glasampulle 9 in die Durchgänge 22 verhindert wird. Auch hiermit soll sichergestellt werden, dass die Monomerflüssigkeit 2 aus dem hinteren Teil des Innenraums der Kartusche 3, 4 problemlos in das Pulver 1 gedrückt werden kann. Beim Aufbrechen der Ampulle 9 wird zunächst ein Ampullenkopf 26 abgebrochen und dadurch die Ampulle 9 geöffnet (siehe 4 B). Die Monomerflüssigkeit 2 aus der Ampulle 9 kann dann in den vorderen Teil des Innenraums der Kartusche 3, 4 ausfließen und anschließend durch die Durchgänge 22 in das Pulver 1 gepresst werden (siehe 4 C). Dabei wird die Ampulle 9 in derart kleine Splitter zersplittert, dass diese in einen Hohlraum passen, der auf der dem Kartuschenboden zugewandten Seite (in 1 nach unten, in 2 nach oben rechts hinten und in 4 nach rechts) des Austragskolbens 6 gebildet ist.
  • Damit die Monomerflüssigkeit 2 nicht am Austragskolben 6 vorbei in den vorderen Teil des Innenraums der Kartusche 3, 4 gedrückt wird, sind zwei umlaufende Dichtungsringe 28 aus Gummi an dem Austragskolben 6 vorgesehen, mit denen der Austragskolben 6 gegen die Wand des Innenraums der Kartusche 3, 4 abgedichtet ist. Ebenso sind am Förderkolben 5 zwei umlaufende Dichtungsringe 30 aus Gummi vorgesehen, mit denen ein Austritt der Monomerflüssigkeit 2 am Kartuschenboden nach außen vermieden wird. Die Dichtungswirkung der Dichtungen 30 muss zumindest dafür ausreichen, damit keine Monomerflüssigkeit 2 austritt, auch wenn mit dem Förderkolben 5 ein derart großer Druck auf die Monomerflüssigkeit 2 ausgeübt wird, dass diese durch das Gitter 24, die Durchgänge 22 und den Porenfilter 20 in das Pulver 1 eingepresst wird.
  • Des Weiteren ist die Wandung 7 mit einer umlaufenden Dichtung 32 aus Gummi gegen die Wand des vorderen Innenraums im Bereich des Kartuschenkopfs 10 abgedichtet. Die Dichtung 32 läuft außen um den äußeren Ring der Wandung 7. Ferner sind auch die beiden Kartuschenteile 3, 4 gegeneinander mit einer umlaufenden Dichtung 34 aus Gummi gegeneinander abgedichtet. Die beiden Kartuschenteile 3, 4 sind über ein Gewinde miteinander verschraubt. Dazu ist am vorderen Kartuschenteil 3 ein Innengewinde und am hinteren Kartuschenteil 4 ein Außengewinde vorgesehen. In gleicher Weise sind der Kartuschenkopf 10 und der restliche vordere Kartuschenteil 3 miteinander verbunden, wobei hier die Abdichtung durch das Gewinde selbst oder durch den dazwischen eingeklemmten Halterungsring 14 erfolgt.
  • Am Kartuschenboden ist außen an dem hinteren Kartuschenteil 4 eine Halterung 36 zur Befestigung einer Auspresseinrichtung 40 (siehe 4) vorgesehen.
  • An dem Austragskolben 6 sind seitlich mehrere Haken 38 als Rastmittel vorgesehen, die in dazu passende Ausnehmungen an der Verbindung des vorderen Kartuschenteils 3 zum hinteren Kartuschenteil 4 an der Wand des Innenraums greifen. Die dadurch hervorgerufene Rastung des Austragskolbens 6 mit der Kartusche 3, 4 ist stark genug, um dem Druck der beim Zersplittern der Glasampulle 9 auftretenden Kräfte und dem Druck der Monomerflüssigkeit 2 während des Vortriebs des Förderkolbens 5 zu wiederstehen. Erst wenn der Förderkolben 5 unmittelbar an dem Austragskolben 6 anliegt (siehe 4 C), wird die Rastung gelöst, beziehungsweise werden die Haken 38 verformt und gleiten aus den Ausnehmungen in der Wand des Innenraums der Kartusche 3, 4, und anschließend der Austragskolben 6 von dem Förderkolben 5 in Richtung des Kartuschenkopfs 10 an der Vorderseite des Knochenzementapplikators gedrückt.
  • In dem in der Rückseite des Austragskolbens 6 gebildeten Hohlraum im Austragskolben 6 kann vorzugsweise ein Füllmaterial (nicht gezeigt), wie beispielsweise ein Schaumstoffeinsatz und/oder Kunststoffkörner, vorgesehen sein. Damit soll das Volumen der Monomerflüssigkeit 2, die in diesem Hohlraum zurückbleibt und nicht von dem Förderkolben 5 in das Pulver 1 gepresst werden kann, möglichst klein gehalten werden. Des Weiteren kann dieses Füllmaterial als Transportschutz und Stoßschutz für die Glasampulle 9 verwendet werden, damit die Glasampulle 9 beim Transport des Knochenzementapplikators im Ausgangszustand (siehe 1 und 2) nicht aus Versehen aufbricht. Hierzu kann ein komprimierbarer Schaumstoff zusätzlich um die Glasampulle 9 herum im hinteren Teil des Innenraums der Kartusche 3, 4 angeordnet sein. Alternativ können auch aus elastischem Kunststoff gebildete, mechanisch deformierbare Abstandhalter als Transportschutz verwendet werden.
  • Der Ablauf eines beispielhaften erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung eines Knochenzementteigs ist in 4 durch fünf übereinander gezeichnete Querschnittansichten 4 A bis 4 E dargestellt. Zunächst wird der Knochenzementapplikator in eine Auspresseinrichtung 40 eingesetzt, dazu wird die Kartusche 3, 4 mit der Halterung 36 an einem passenden Gegenstück 41 der Auspresseinrichtung 40 befestigt (siehe 4 A).
  • Anschließend wird ein Stößel 42 der Auspresseinrichtung 40 gegen das Gegenstück 41 vorgetrieben. Der Stößel 42 liegt an dem Förderkolben 5 an. Dadurch wird der Förderkolben 5 von dem Stößel 42 in Richtung des Austragskolbens 6 gedrückt. Durch die Bewegung des Förderkolbens 5 wird die Ampulle 9 gegen den mit dem Rastmittel 38 arretierten Austragskolben 6 gedrückt. Der Ampullenkopf 26 bricht ab und die Ampulle 9 ist geöffnet (siehe 4 B).
  • Der Knochenzementapplikator in der Auspresseinrichtung 40 wird dabei bevorzugt mit dem Kartuschenkopf 10 nach oben gehalten, so dass bei einem nachfolgenden weiteren Vortreiben des Förderkolbens 5 zunächst die überstehende Luft aus dem hinteren Teil des Innenraums nach oben durch das Pulver 1 und durch den gasdurchlässigen Filter 16 nach außen gedrückt wird. Irgendwann wird die Monomerflüssigkeit 2 aus der Ampulle 9 von dem Förderkolben 5 durch das Gitter 24 und/oder das Sieb 24, durch die Durchgänge 22 und durch den Porenfilter 20 in den vorderen Teil des Innenraums in das Pulver 1 gedrückt. Dabei wird die Ampulle 9 weiter zusammengedrückt und zersplittert dabei in kleinere Splitter, die sich schließlich in dem rückseitigen Hohlraum des Austragskolbens 6 sammeln. Das Pulver 1 enthält ein hydrophiles Additiv, das eine große Oberflächenenergie bezüglich der wässrigen Monomerflüssigkeit 2 aufweist, die größer ist als die des Knochenzementpulvers. Gleichzeitig sind die Kapillarkräfte aufgrund des komprimierten Pulvers 1 groß, da die Zwischenräume zwischen den Pulverpartikeln klein sind. Zudem wird die Monomerflüssigkeit 2 mit Druck in das Pulver 1 gepresst. Durch all diese Maßnahmen wird die Monomerflüssigkeit 2 schnell in und durch das Pulver 1 geleitet und kann sich vollständig in dem Pulver 1 ausbreiten und verteilen, bevor die anquellenden Zementpulverpartikel eine weitere Ausbreitung der Monomerflüssigkeit 2 im Pulver 1 unterbinden. Schließlich trifft der Förderkolben 5 auf den Austragskolben 6 (siehe 4 C).
  • Das Zementpulver in dem Pulver 1 reagiert mit der Monomerflüssigkeit 2 und bildet dort den Knochenzementteig 44. Um dabei das gewünschte Mischungsverhältnis zwischen Pulver 1 und Monomerflüssigkeit 2 im Knochenzementteig 44 zu erhalten, kann überschüssige Monomerflüssigkeit 2 an der Vorderseite der Kartusche 3, 4 zwischen dem porösen Filter 16 der Wandung 7 und dem Kartuschenkopf 10 aufgenommen werden. Die Monomerflüssigkeit 2 wird dazu durch den porösen Filter 16 gedrückt, der für das Pulver 1 und den Knochenzementteig 44 undurchlässig ist. Durch Aufnahme der überschüssigen Monomerflüssigkeit 2 nach dem Durchtritt der Monomerflüssigkeit 2 durch das Pulver 1 bis zur Wandung 7 wird verhindert, dass der Knochenzementteig 44 zu dünnflüssig wird und dadurch eine unerwünschte Konsistenz erhält. Zudem wird zur Vermeidung einer zu dickflüssigen Konsistenz des Knochenzementteigs 44 die Monomerflüssigkeit 2 im Überschuss verwendet, so dass die Verluste durch die zwischen dem Austragskolben 6 und dem Förderkolben 5 sowie in den Durchgängen 22 des Austragskolbens 6 verbleibende Reste der Monomerflüssigkeit 2 ausgeglichen werden.
  • Durch einen weiteren Vortrieb des Förderkolbens 5 wird der Austragskolben 6 in Richtung des Kartuschenkopfs 10 getrieben und die Rastung beziehungsweise das Rastmittel 38 gelöst. Durch die Bewegung des Austragskolbens 6 in Richtung des Kartuschenkopfs 10 wird vom Knochenzementteig 44 ein Druck auf die Wandung 7 und den Filter 16 des Verschlusssystems ausgeübt. Der Knochenzementteig 44 kann nicht durch den Filter 16 fließen, so dass der Druck des Knochenzementteigs 44 auf den Filter 16 und die Wandung 7 wirkt. Die Arretierung durch die Nocken 19 und die umlaufende Nut 21 wird gelöst und dadurch die Wandung 7, der Filter 16 und das Austragsrohr 18 beweglich gegen die Kartusche 3, 4 beziehungsweise den Kartuschenkopf 10, so dass diese Teile des Verschlusssystems nach vorne gedrückt werden, während der Stopfen 8, der über den Halterungsring 14 fest mit der Kartusche 3, 4 verbunden ist, nicht mit bewegt wird. Dabei fließt der Knochenzementteig 44 durch die Öffnungen zwischen den Speichen des Halterungsrings 14 hindurch. Währenddessen wird die Austragsöffnung in der Wandung 7 geöffnet. Die Wandung 7, der Filter 16 und das Austragsrohr 18 werden so weit nach vorne getrieben, bis die Vorderseite der Wandung 7 an der frontalen Innenseite des Kartuschenkopfs 10 anliegt. Diese Situation ist in 4 D dargestellt. Die Kartusche 3, 4 ist nun nach außen geöffnet. Der Abstand zwischen der Wandung 7 und dem Stopfen 8 ist, wenn die Wandung 7 an der Frontseite des Innenraums anliegt, so groß, dass die freie Fläche, durch die der Knochenzementteig 44 ausfließt, mindestens so groß ist, wie die Querschnittsfläche des Austragsrohrs 18, damit der Fluss des Knochenzementteigs 44 möglichst wenig behindert wird.
  • Durch weiteres Vortreiben des Förderkolbens 5 und damit des Austragskolbens 6 wird der fertige Knochenzementteig 44 durch die Austragsöffnung und das Austragsrohr 18 nach außen gepresst und kann appliziert werden (siehe 4 E).
  • Aufgrund des in dem Pulver 1 vorhandenen Additivs gelingt es, die Monomerflüssigkeit 2 an einer Grundfläche des vorderen Teils des zylindrischen Innenraums der Kartusche 3, 4 einzupressen und dennoch eine vollständige Verteilung der Monomerflüssigkeit 2 in dem Pulver 1 zu erreichen. Durch den erfindungsgemäßen Aufbau des Knochenzementapplikators gelingt es, eine herkömmliche Auspresseinrichtung 40 verwenden zu können und durch eine unidirektionale lineare Bewegung des Stößels 42 sowohl den Behälter 9 für die Monomerflüssigkeit 2 zu öffnen, die Monomerflüssigkeit 2 in das Pulver 1 zu pressen und dadurch den Knochenzementteig 44 zu mischen, als auch das Verschlusssystem zu öffnen und den gemischten Knochenzementteig 44 auszutreiben und zu applizieren. Mit dem erfindungsgemäßen Aufbau des Verschlusssystems gelingt es, die Kraft, die durch den Stößel 42 auf den Förderkolben 5 ausgeübt wird, zum Öffnen der Austragsöffnung nutzen können.
  • In den 6 bis 8 ist ein zweiter erfindungsgemäßer und beispielhafter Knochenzementapplikator gezeigt, der sich von dem ersten beispielhaften Knochenzementapplikator nach den 1 bis 5 dadurch unterscheidet, dass der zweite beispielhafte Knochenzementapplikator eine Kartusche 46 aufweist, die nicht aus zwei Kartuschenteilen besteht, wobei der Kartuschenkopf 10 noch immer aufgeschraubt ist, und dass der ein Austragskolben 6 im Innenraum der Kartusche 46 nicht über ein Rastmittel mit der Kartusche 46 verbunden ist.
  • Dabei zeigt 6 sechs schematische Querschnittansichten A bis F des zweiten beispielhaften Knochenzementapplikators mit einteiliger Kartusche 46, die den Ablauf der Anwendung des Knochenzementapplikators während der Herstellung und der Applikation eines Knochenzementteigs 44 zeigen, 7 eine perspektivische Außenansicht des zweiten beispielhaften erfindungsgemäßen Knochenzementapplikators und 8 eine perspektivische Explosionsdarstellung des zweiten beispielhaften Knochenzementapplikators.
  • Der Aufbau und die Funktionsweise des zweiten beispielhaften Knochenzementapplikators entsprechen weitgehend denen des ersten beispielhaften Knochenzementapplikators, so dass auch weitgehend auf die Figurenbeschreibung des ersten Ausführungsbeispiels verwiesen werden kann. Insbesondere sind das verwendete Pulver 1 und das Verschlusssystem bei beiden Ausführungsbeispielen identisch.
  • Im Ausgangszustand des Knochenzementapplikators sind das Pulver 1 als eine Ausgangskomponente eines PMMA-Knochenzements und eine Monomerflüssigkeit 2 als weitere Ausgangskomponente des PMMA-Knochenzements in dem Knochenzementapplikator enthalten. Das Pulver 1 enthält ein Knochenzementpulver als Hauptbestandteil sowie ein hydrophiles Additiv, mit dem die Monomerflüssigkeit 2 in dem Pulver 1 verteilbar ist. Das Pulver 1 und die Monomerflüssigkeit 2 sind in der Kartusche 46 enthalten, wobei das Pulver 1 in einem vorderen Kartuschenteil mit einem vorderen Innenraum und die Monomerflüssigkeit 2 in einem hinteren Kartuschenteil mit einem hinteren Innenraum der Kartusche 46 angeordnet ist. Gemeinsam begrenzt der hintere Innenraum und der vordere Innenraum einen zylindrischen Innenraum der Kartusche 46.
  • An der Rückseite des Knochenzementapplikators (in 6 rechts und in 7 nach rechts oben hinten) ist ein Förderkolben 5 angeordnet, der in axialer Richtung linear in Richtung der Vorderseite des Knochenzementapplikators (in 6 links und in 7 nach links unten vorne) im Innenraum der Kartusche 46 vortreibbar ist, beziehungsweise beweglich gelagert ist. Der Förderkolben 5 schließt die Rückseite des Innenraums der Kartusche 46 ab. Im hinteren Ende des vorderen Innenraums, beziehungsweise in der Verbindung vom vorderen Innenraum zum hinteren Innenraum der Kartusche 46 ist ein Austragskolben 6 angeordnet, der in axialer Richtung linear in Richtung der Vorderseite des Knochenzementapplikators im Innenraum der Kartusche 46 vortreibbar ist, beziehungsweise beweglich gelagert ist. Der Austragskolben 6 ist also auch bei dieser Ausführung zwischen dem Pulver 1 und der Monomerflüssigkeit 2 im Innenraum der Kartusche 46 angeordnet.
  • An der Vorderseite des Knochenzementapplikators ist ein Verschlusssystem angeordnet, mit dem der Innenraum der Kartusche 46 nach vorne abgeschlossen ist, das sich aber zum Austragen eines aus den Ausgangskomponenten 1, 2 gemischten Knochenzementteigs 44 (siehe 6 E und 6 F) öffnen lässt. Eine Wandung 7 des Verschlusssystems weist eine zentrale kreisrunde Austragsöffnung 48 (siehe 8) auf und ist in axialer Richtung des Innenraums der Kartusche 46 beweglich angeordnet. Die Austragsöffnung 48 ist durch einen inneren Ring begrenzt (siehe 8). Die Wandung 7 ist nach Art eines Rads mit einem äußeren Ring aufgebaut, der mit dem die Austragsöffnung 48 begrenzenden inneren Ring über eine Mehrzahl von Streben verbunden ist. Der innere Ring, der äußere Ring und die Streben sind einteilig aus Kunststoff gefertigt. Ferner umfasst das Verschlusssystem einen Stopfen 8, mit dem die Austragsöffnung 48 im Ausgangszustand, wie er in 6 A gezeigt ist, verschlossen ist.
  • Die Monomerflüssigkeit 2 ist in einer geschlossenen Ampulle 9 aus Kunststoff oder aus Glas als Behälter 9 für die Monomerflüssigkeit 2 enthalten. Die Ampulle 9 besteht aus Glas oder aus einem Kunststoff, der chemisch gegen die Monomerflüssigkeit 2 beständig ist. Innerhalb der Ampulle 9 kann die Monomerflüssigkeit 2 über lange Zeit in dem Knochenzementapplikator gelagert werden.
  • Das Verschlusssystem des Knochenzementapplikators ist in einem Kartuschenkopf 10 angeordnet, der den vorderen Bereich des Innenraums der Kartusche 46 begrenzt. Genaugenommen ist der Kartuschenkopf 10 ein Teil der Kartusche 46. In dem Kartuschenkopf 10 ist an der Fronseite eine Begasungsöffnung vorgesehen, die im Lagerungszustand beziehungsweise im Ausgangszustand des Knochenzementapplikators mit einer Kappe 12 verschlossen ist. Durch die Begasungsöffnung kann der Innenraum der Kartusche 46 mit einem sterilisierenden Gas, wie Ethylenoxid, begast werden und so der Inhalt der Kartusche 46 sterilisiert werden. Vorzugsweise sind in der Wandung der Kartusche 46 direkt neben der Position des Förderkolbens 5 noch weitere Begasungsöffnungen (nicht gezeigt) analog den Ausführungsbeispielen nach den 9 bis 18 vorgesehen, die das Innere der Kartusche 46 mit der Umgebung verbinden und durch die der Innenraum der Kartusche 46 von außen mit dem sterilisierenden Gas begast werden kann. Bei einer Bewegung des Förderkolbens 5 in Richtung des Kartuschenkopfs 10 werden diese rückseitigen Begasungsöffnungen durch den Förderkolben 5 verschlossen, so dass keine aus der Ampulle 9 austretende Monomerflüssigkeit 2 aus dem hinteren Teil des Innenraums nach außen dringen kann. Dadurch kann das sterilisierende Gas durch die Kartusche 46 geleitet werden.
  • Der Stopfen 8 des Verschlusssystems wird von einem Halterungsring 14 gehalten, wobei der Stopfen 8 über Streben des Halterungsrings 14 mit einem äußeren Ring des Halterungsrings 14 verbunden ist. Der Halterungsring 14 ist außen in der Verbindung zwischen dem Kartuschenkopf 10 und der restlichen Kartusche 46 fixiert. Dadurch ist auch der Stopfen 8 gegen die Kartusche 46 fixiert.
  • Die zwischen den Streben der Wandung 7 des Verschlusssystems offenen Zwischenräume sind durch einen gasdurchlässigen aber für das Pulver 1 und den Knochenzementteig 44 undurchlässigen Filter 16 in Form einer Lochscheibe abgedeckt. Dadurch ist die Wandung 7 für Gase wie Ethylenoxid durchlässig aber für das Pulver 1 und den Knochenzementteig 44 undurchlässig. Analog dem Halterungsring 14 ist die Wandung 7 nämlich durch ein Gerüst in Form des äußeren Rings mit den sich nach Innen zur Austragsöffnung 48 hin radial erstreckenden Speichen geformt und somit durchlässig, wenn deren Zwischenräume nicht durch den Filter 16 abgedeckt wären. Der Aufbau der Wandung 7 und des Halterungsrings 14 ist am besten in 8 zu erkennen. Die Wandung 7 mit dem Filter 16 sowie dem gegen die Kartusche 46 unbeweglich gehaltenen Stopfen 8 und dem Halterungsring 14 bilden ein erfindungsgemäßes Verschlusssystem für den erfindungsgemäßen Knochenzementapplikator.
  • Einteilig mit der Wandung 7 ausgeführt, ist an der Austragsöffnung 48, beziehungsweise an dem Inneren Ring der Wandung 7, der die Austragsöffnung 48 begrenzt, ein Austragsrohr 18 angeordnet, durch das bei der Anwendung des Knochenzementapplikators eine Applikation des Knochenzementteigs 44 erfolgt (siehe 6 F). Mit der Wandung 7 wird also auch das Austragsrohr 18 bewegt. Dazu ist das Austragsrohr 18 durch eine Durchführung in dem Kartuschenkopf 10 in Längsrichtung (also in axialer Richtung des zylindrischen Innenraums der Kartusche 46) beweglich gelagert. In der Durchführung sind Nocken 19 als Verengung vorgesehen, so dass das Austragsrohr 18 und damit die Wandung 7 mit dem Filter 16 nur gegen einen Widerstand gegen den Kartuschenkopf 10 bewegt werden kann. In dem Austragsrohr 18 ist eine umlaufende Nut 21 vorgesehen, die mit den Nocken 19 eine lösbare Arretierung des Austragsrohrs 18 und damit der Wandung 7 gegen den Kartuschenkopf 10 und damit gegen die Kartusche 3, 4 bildet. Das Pulver 1 ist unter Druck in den vorderen Teil des Innenraums der Kartusche 46 zwischen der Wandung 7 mit dem Filter 16 und dem Austragskolben 6 eingepresst und steht unter einem elastischen mechanischen Druck. Durch die Arretierung der Nocken 19 mit der umlaufenden Nut 21 in der Durchführung soll vermieden werden, dass der von dem zusammengepressten Pulver 1 auf die Wandung 7 mit dem Filter 16 ausgeübte elastische Druck ausreicht, um die Wandung 7 mit dem Filter 16 in Richtung der Vorderseite der Kartusche 46 beziehungsweise an die Frontseite des durch den Kartuschenkopf 10 begrenzten Innenraums zu drücken und dadurch das Pulver 1 wieder zu entspannen.
  • An der zum Pulver 1 weisenden Seite des Austragskolbens 6 ist ein für das Pulver 1 undurchlässiger aber für die Monomerflüssigkeit 2 durchlässiger Porenfilter 20 angeordnet. Damit soll verhindert werden, dass das Pulver 1 durch Durchgänge 22, die in dem Austragskolben 6 vorgesehen sind, in den hinteren Teil des Innenraums der Kartusche 3, 4 vordringen kann. Der Porenfilter 20 deckt dabei die Durchgänge 22 ab, so dass das Pulver 1 auch nicht in die Durchgänge 22 vordringen kann. Hierdurch wird vermieden, dass die Monomerflüssigkeit 2 nach dem Öffnen der Ampulle 9 bereits vorzeitig mit Zementpulverpartikeln des Pulvers 1 reagiert, also bevor die Monomerflüssigkeit 2 in den vorderen Teil des Innenraums eingepresst wurde. Dadurch kann verhindert werden, dass die Durchgänge 22 durch anquellenden Knochenzement blockiert werden und dadurch keine weitere Einleitung von Monomerflüssigkeit 2 in das Pulver 1 mehr möglich ist.
  • Auf der dem Porenfilter 20 gegenüberliegenden Seite des Austragskolbens 6 ist ein Gitter 24 oder Sieb 24 angeordnet, mit dem das Vordringen von Splittern der aufgebrochenen Ampulle 9 in die Durchgänge 22 verhindert wird. Auch hiermit soll sichergestellt werden, dass die Monomerflüssigkeit 2 aus dem hinteren Teil des Innenraums der Kartusche 46 problemlos in das Pulver 1 gedrückt werden kann. Beim Aufbrechen der Ampulle 9 wird zunächst ein Ampullenkopf 26 abgebrochen und dadurch die Ampulle 9 geöffnet (siehe 6 C). Die Monomerflüssigkeit 2 aus der Ampulle 9 kann dann in den vorderen Teil des Innenraums der Kartusche 46 ausfließen und anschließend durch die Durchgänge 22 in das Pulver 1 gepresst werden (siehe 6 D). Dabei wird die Ampulle 9 in derart kleine Splitter zersplittert, dass diese in einen Hohlraum passen, der auf der dem Kartuschenboden zugewandten Seite (in 6 nach rechts und in 7 nach oben rechts hinten) des Austragskolbens 6 gebildet ist.
  • Am Kartuschenboden ist außen an dem hinteren Kartuschenteil 4 eine Halterung 36 zur Befestigung einer Auspresseinrichtung 40 (siehe 6) vorgesehen.
  • Der Austragskolben 6 sitzt in Presspassung in dem Innenraum der Kartusche 46. Die beiden umlaufenden Dichtungsringe 28 werden dabei derart stark komprimiert, dass der Austragskolben 6 zunächst in dem Innenraum der Kartusche 46 festsitzt. Die dadurch hervorgerufene Halterung des Austragskolbens 6 mit der Kartusche 46 ist stark genug, um dem Druck der beim Zersplittern der Ampulle 9 auftretenden Kräfte und dem Druck der Monomerflüssigkeit 2 während des Vortriebs des Förderkolbens 5 zu wiederstehen. Erst wenn der Förderkolben 5 unmittelbar an dem Austragskolben 6 anliegt (siehe 6 D), wird die auf den Austragskolben 6 übertragene Kraft so groß, dass die Haftreibung zwischen dem Austragskolben 6 und der Innenwand der Kartusche 46 überwunden wird, so dass anschließend der Austragskolben 6 von dem Förderkolben 5 in Richtung des Kartuschenkopfs 10 an der Vorderseite des Knochenzementapplikators gedrückt wird.
  • In dem in der Rückseite des Austragskolbens 6 gebildeten Hohlraum im Austragskolben 6 kann vorzugsweise ein Füllmaterial (nicht gezeigt), wie beispielsweise ein Schaumstoffeinsatz und/oder Kunststoffkugeln oder -körner, vorgesehen sein. Damit soll das Volumen der Monomerflüssigkeit 2, die in diesem Hohlraum zurückbleibt und nicht von dem Förderkolben 5 in das Pulver 1 gepresst werden kann, möglichst klein gehalten werden. Des Weiteren kann dieses Füllmaterial als Transportschutz und Stoßschutz für die Ampulle 9 verwendet werden, damit die Ampulle 9 beim Transport des Knochenzementapplikators im Ausgangszustand (siehe 6 A) nicht aus Versehen aufbricht. Zum gleichen Zweck kann auch der Ampullenkörper der Ampulle 9 im hinteren Teil des Innenraums der Kartusche 46 in einen zusammenpressbaren Schaumstoff gehüllt sein.
  • Der Ablauf eines beispielhaften erfindungsgemäßen Verfahrens ist in 6 durch sechs übereinander gezeichnete Querschnittansichten 6 A bis 6 F dargestellt. 6 A zeigt den Knochenzementapplikator im Ausgangszustand, in dem die Ausgangskomponenten 1, 2 gelagert und aufbewahrt werden. In diesem Zustand kann dieser ausgeliefert werden. Zunächst wird der Knochenzementapplikator in eine Auspresseinrichtung 40 eingesetzt, dazu wird die Kartusche 46 mit der Halterung 36 an einem passenden Gegenstück 41 der Auspresseinrichtung 40 befestigt (siehe 6 B).
  • Anschließend wird ein Stößel 42 der Auspresseinrichtung 40 gegen das Gegenstück 41 vorgetrieben. Der Stößel 42 liegt an dem Förderkolben 5 an. Dadurch wird der Förderkolben 5 von dem Stößel 42 in Richtung des Austragskolbens 6 gedrückt. Durch die Bewegung des Förderkolbens 5 wird die Ampulle 9 gegen den in Presspassung festsitzenden Austragskolben 6 gedrückt. Der Ampullenkopf 26 bricht ab und die Ampulle 9 ist geöffnet (siehe 6 C).
  • Der Knochenzementapplikator in der Auspresseinrichtung 40 wird dabei bevorzugt mit dem Kartuschenkopf 10 nach oben gehalten, so dass bei einem nachfolgenden weiteren Vortreiben des Förderkolbens 5 zunächst die überstehende Luft aus dem hinteren Teil des Innenraums nach oben durch das Pulver 1 und durch den gasdurchlässigen Filter 16 nach außen gedrückt wird. Irgendwann wird die Monomerflüssigkeit 2 aus der Ampulle 9 von dem Förderkolben 5 durch das Gitter 24 und/oder das Sieb 24, durch die Durchgänge 22 und durch den Porenfilter 20 in den vorderen Teil des Innenraums in das Pulver 1 gedrückt. Dabei wird die Ampulle 9 weiter zusammengedrückt und zersplittert dabei in kleinere Splitter, die sich schließlich in dem rückseitigen Hohlraum des Austragskolbens 6 sammeln. Das Pulver 1 enthält ein hydrophiles Additiv, das eine große Oberflächenenergie bezüglich der wässrigen Monomerflüssigkeit 2 aufweist, die größer ist als die des Knochenzementpulvers. Gleichzeitig sind die Kapillarkräfte aufgrund des komprimierten Pulvers 1 groß, da die Zwischenräume zwischen den Pulverpartikeln klein sind. Zudem wird die Monomerflüssigkeit 2 mit Druck in das Pulver 1 gepresst. Durch all diese Maßnahmen wird die Monomerflüssigkeit 2 schnell in und durch das Pulver 1 geleitet und kann sich vollständig in dem Pulver 1 ausbreiten und verteilen, bevor die anquellenden Zementpulverpartikel eine weitere Ausbreitung der Monomerflüssigkeit 2 im Pulver 1 unterbinden. Schließlich trifft der Förderkolben 5 auf den Austragskolben 6 (siehe 6 D).
  • Das Zementpulver in dem Pulver 1 reagiert mit der Monomerflüssigkeit 2 und bildet dort den Knochenzementteig 44. Um dabei das gewünschte Mischungsverhältnis zwischen Pulver 1 und Monomerflüssigkeit 2 im Knochenzementteig 44 zu erhalten, kann überschüssige Monomerflüssigkeit 2 an der Vorderseite der Kartusche 46 zwischen dem porösen Filter 16 der Wandung 7 und dem Kartuschenkopf 10 aufgenommen werden. Die Monomerflüssigkeit 2 wird dazu durch den porösen Filter 16 gedrückt, der für das Pulver 1 und den Knochenzementteig 44 undurchlässig ist. Durch Aufnahme der überschüssigen Monomerflüssigkeit 2 nach dem Durchtritt der Monomerflüssigkeit 2 durch das Pulver 1 bis zur Wandung 7 wird verhindert, dass der Knochenzementteig 44 zu dünnflüssig wird und dadurch eine unerwünschte Konsistenz erhält. Zudem wird zur Vermeidung einer zu dickflüssigen Konsistenz des Knochenzementteigs 44 die Monomerflüssigkeit 2 im Überschuss verwendet, so dass die Verluste durch die zwischen dem Austragskolben 6 und dem Förderkolben 5 sowie in den Durchgängen 22 des Austragskolbens 6 verbleibende Reste der Monomerflüssigkeit 2 ausgeglichen werden.
  • Durch einen weiteren Vortrieb des Förderkolbens 5 wird der Austragskolben 6 in Richtung des Kartuschenkopfs 10 getrieben, wobei der von dem Förderkolben 5 auf den Austragskolben 6 ausgeübte Druck dazu ausreicht, die Haftreibung des Austragskolbens 6 gegen die Wand des Innenraums zu überwinden und dadurch den Austragskolben 6 in Richtung des Kartuschenkopfs 10 vorzutreiben. Durch die Bewegung des Austragskolbens 6 in Richtung des Kartuschenkopfs 10 wird vom Knochenzementteig 44 ein Druck auf die Wandung 7 und den Filter 16 des Verschlusssystems ausgeübt. Der Knochenzementteig 44 kann nicht durch den Filter 16 fließen, so dass der Druck des Knochenzementteigs 44 auf den Filter 16 und die Wandung 7 wirkt. Durch diesen Druck wird die Arretierung zwischen den Nocken 19 und der umlaufenden Nut 21 im Austragsrohr 18 gelöst. Da die Wandung 7, der Filter 16 und das Austragsrohr 18 nun beweglich gegen die Kartusche 46 beziehungsweise den Kartuschenkopf 10 gelagert sind, werden diese Teile des Verschlusssystems nach vorne gedrückt, während der Stopfen 8, der über den Halterungsring 14 fest mit der Kartusche 46 verbunden ist, nicht mit bewegt wird. Dabei fließt der Knochenzementteig 44 durch die Öffnungen zwischen den Speichen des Halterungsrings 14 hindurch. Währenddessen wird die Austragsöffnung 48 in der Wandung 7 geöffnet. Die Wandung 7, der Filter 16 und das Austragsrohr 18 werden so weit nach vorne getrieben, bis die Vorderseite der Wandung 7 an der frontalen Innenseite des Kartuschenkopfs 10 anliegt. Diese Situation ist in 6 E dargestellt. Die Kartusche 46 ist nun nach außen geöffnet. Der Abstand zwischen der Wandung 7 und dem Stopfen 8 ist, wenn die Wandung 7 an der Frontseite des Innenraums anliegt, so groß, dass die freie Fläche, durch die der Knochenzementteig 44 ausfließt, mindestens so groß ist, wie die Querschnittsfläche des Austragsrohrs 18 beziehungsweise der Austragsöffnung 48, damit der Fluss des Knochenzementteigs 44 möglichst wenig behindert wird.
  • Durch weiteres Vortreiben des Förderkolbens 5 und damit des Austragskolbens 6 wird der fertige Knochenzementteig 44 durch die Austragsöffnung 48 und das Austragsrohr 18 nach außen gepresst und kann appliziert werden (siehe 6 F).
  • Aufgrund des in dem Pulver 1 vorhandenen Additivs gelingt es, die Monomerflüssigkeit 2 an einer Grundfläche des vorderen Teils des zylindrischen Innenraums der Kartusche 46 einzupressen und dennoch eine vollständige Verteilung der Monomerflüssigkeit 2 in dem Pulver 1 zu erreichen. Durch den erfindungsgemäßen Aufbau des Knochenzementapplikators gelingt es, eine herkömmliche Auspresseinrichtung 40 verwenden zu können und durch eine unidirektionale lineare Bewegung des Stößels 42 sowohl den Behälter 9 für die Monomerflüssigkeit 2 zu öffnen, die Monomerflüssigkeit 2 in das Pulver 1 zu pressen und dadurch den Knochenzementteig 44 zu mischen, als auch das Verschlusssystem zu öffnen und den gemischten Knochenzementteig 44 auszutreiben und zu applizieren. Mit dem erfindungsgemäßen Aufbau des Verschlusssystems gelingt es, die Kraft, die durch den Stößel 42 auf den Förderkolben 5 ausgeübt wird, zum Öffnen der Austragsöffnung 48 nutzen können.
  • In den 9 bis 13 ist ein dritter erfindungsgemäßer und beispielhafter Knochenzementapplikator gezeigt, der sich von dem ersten beispielhaften Knochenzementapplikator nach den 1 bis 5 vor allem dadurch unterscheidet, dass der dritte beispielhafte Knochenzementapplikator eine Kartusche 50 aufweist, die nicht aus zwei Kartuschenteilen besteht, wobei der Kartuschenkopf 10 noch immer aufgeschraubt ist, dass ein Füllmaterial 52 in einem rückseitigen Hohlraum des Austragskolbens 6 vorgesehen ist und vor allem dass das Verschlusssystem anders aufgebaut ist.
  • Dabei zeigt 9 sechs schematische Querschnittansichten A bis F des dritten beispielhaften Knochenzementapplikators mit dem alternativen Verschlusssystem, die den Ablauf der Anwendung des Knochenzementapplikators während der Herstellung und der Applikation des Knochenzementteigs zeigen, 10 eine perspektivische Außenansicht des Knochenzementapplikators, 11 eine perspektivische Querschnittansicht des Knochenzementapplikators im Ausgangszustand, 12 eine Ausschnittvergrößerung des alternativen Verschlusssystems als schematische Teilquerschnittansicht des Knochenzementapplikators im Ausgangszustand und 13 eine Ausschnittvergrößerung des alternativen Verschlusssystems als schematische Teilquerschnittansicht des dritten beispielhaften Knochenzementapplikators nach dem Auspressen des Knochenzementteigs 44.
  • Der Aufbau und die Funktionsweise des dritten beispielhaften Knochenzementapplikators entsprechen weitgehend denen des ersten beispielhaften Knochenzementapplikators, so dass auch weitgehend auf die Figurenbeschreibung des ersten Ausführungsbeispiels verwiesen werden kann. Insbesondere sind das verwendete Pulver 1 und im Wesentlichen die Funktionsweise der beiden Kolben 5, 6 identisch.
  • Im Ausgangszustand des Knochenzementapplikators sind ein Pulver 1 als eine Ausgangskomponente eines PMMA-Knochenzements und eine Monomerflüssigkeit 2 als weitere Ausgangskomponente des PMMA-Knochenzements in dem Knochenzementapplikator enthalten. Das Pulver 1 enthält ein Knochenzementpulver als Hauptbestandteil sowie ein hydrophiles Additiv, mit dem die Monomerflüssigkeit 2 in dem Pulver 1 verteilbar ist. Das Pulver 1 und die Monomerflüssigkeit 2 sind in einer Kartusche 50 enthalten, wobei das Pulver 1 in einem vorderen Teil des Innenraums der Kartusche 50 und die Monomerflüssigkeit 2 in einem hinteren Teil des Innenraums der Kartusche 50 angeordnet ist. Gemeinsam begrenzt der hintere Innenraum und der vordere Innenraum einen zylindrischen Innenraum der Kartusche 50.
  • An der Rückseite des Knochenzementapplikators (in 9 rechts und in den 10 und 11 nach rechts oben hinten) ist ein Förderkolben 5 angeordnet, der in axialer Richtung linear in Richtung der Vorderseite des Knochenzementapplikators (in 9 links und in den 10 und 11 nach links unten vorne) im Innenraum der Kartusche 50 vortreibbar ist, beziehungsweise beweglich gelagert ist. Der Förderkolben 5 schließt die Rückseite des Innenraums der Kartusche 50 ab. Im hinteren Ende des vorderen Innenraums, beziehungsweise in der Verbindung vom vorderen Innenraum zum hinteren Innenraum der Kartusche 50 ist ein Austragskolben 6 angeordnet, der in axialer Richtung linear in Richtung der Vorderseite des Knochenzementapplikators im Innenraum der Kartusche 50 vortreibbar ist, beziehungsweise beweglich gelagert ist. Der Austragskolben 6 ist also zwischen dem Pulver 1 und der Monomerflüssigkeit 2 im Innenraum der Kartusche 50 angeordnet.
  • An der Vorderseite des Knochenzementapplikators ist ein Verschlusssystem angeordnet, mit dem der Innenraum der Kartusche 50 nach vorne abgeschlossen ist, das sich aber zum Austragen eines aus den Ausgangskomponenten 1, 2 gemischten Knochenzementteigs 44 (siehe 9 E und 9 F) öffnen lässt. Eine Wandung 7 des Verschlusssystems weist eine zentrale kreisrunde Austragsöffnung auf und ist in axialer Richtung des vorderen Innenraums der Kartusche 50 beweglich angeordnet. Die Austragsöffnung ist durch einen inneren Ring begrenzt. Die Wandung 7 ist nach Art eines Rads mit einem äußeren Ring aufgebaut, der mit dem die Austragsöffnung begrenzenden inneren Ring über eine Mehrzahl von Streben verbunden ist, was andeutungsweise in 11 zu erkennen ist. Der innere Ring, der äußere Ring und die Streben sind einteilig aus Kunststoff gefertigt. Ferner umfasst das Verschlusssystem einen Stopfen 54, mit dem die Austragsöffnung im Ausgangszustand, wie er in 9 A und 11 gezeigt ist, verschlossen ist.
  • Die Monomerflüssigkeit 2 ist in einer geschlossenen Ampulle 9 als Behälter 9 für die Monomerflüssigkeit 2 enthalten. Die Ampulle 9 besteht aus Glas oder aus einem Kunststoff, der chemisch gegen die Monomerflüssigkeit 2 beständig ist. Innerhalb der Ampulle 9 kann die Monomerflüssigkeit 2 über lange Zeit in dem Knochenzementapplikator gelagert werden.
  • Das Verschlusssystem des Knochenzementapplikators ist in einem Kartuschenkopf 10 angeordnet, der den vorderen Bereich des vorderen Innenraums der Kartusche 50 begrenzt. Genaugenommen ist der Kartuschenkopf 10 ein Teil der Kartusche 50. In dem Kartuschenkopf 10 ist an der Fronseite eine Begasungsöffnung vorgesehen, die im Lagerungszustand beziehungsweise im Ausgangszustand des Knochenzementapplikators mit einer Kappe 12 verschlossen ist. Durch die Begasungsöffnung kann der Innenraum der Kartusche 50 mit einem sterilisierenden Gas, wie Ethylenoxid, begast werden und so der Inhalt der Kartusche 50 sterilisiert werden. In der Wandung am hinteren Ende der Kartusche 50 direkt neben der Position des Förderkolbens 5 sind vier Begasungsöffnungen 56 vorgesehen, die das Innere der Kartusche 50 mit der Umgebung verbinden und durch die der Innenraum der Kartusche 50 von außen mit dem sterilisierenden Gas begast werden kann. Bei einer Bewegung des Förderkolbens 5 in Richtung des Kartuschenkopfs 10 werden diese rückseitigen Begasungsöffnungen 56 durch den Förderkolben 5 verschlossen, so dass keine aus der Ampulle 9 austretende Monomerflüssigkeit 2 aus dem hinteren Teil des Innenraums nach außen dringen kann. Dadurch kann das sterilisierende Gas durch die vordere Begasungsöffnung im Kartuschenkopf 10 und durch die hinteren Begasungsöffnungen 56 durch die Kartusche 50 geleitet werden.
  • Die zwischen den Streben der Wandung 7 des Verschlusssystems offenen Zwischenräume sind durch einen gasdurchlässigen aber für das Pulver 1 und den Knochenzementteig 44 undurchlässigen Filter 16 in Form einer Lochscheibe abgedeckt. Dadurch ist die Wandung 7 für Gase wie Ethylenoxid durchlässig aber für das Pulver 1 und den Knochenzementteig 44 undurchlässig. Die Wandung 7 ist durch ein Gerüst in Form des äußeren Rings mit den sich nach Innen zur Austragsöffnung hin radial erstreckenden Speichen geformt und somit durchlässig, wenn deren Zwischenräume nicht durch den Filter 16 abgedeckt wären. Der Aufbau der Wandung 7 ist am besten in 11 zu erahnen entspricht aber dem der Wandungen nach den ersten beiden Ausführungsbeispielen.
  • Einteilig mit der Wandung 7 ausgeführt, ist an der Austragsöffnung, beziehungsweise an dem Inneren Ring der Wandung 7, der die Austragsöffnung begrenzt, ein Austragsrohr 18 angeordnet, durch das bei der Anwendung des Knochenzementapplikators eine Applikation des Knochenzementteigs 44 erfolgt (siehe 9 F). Das Austragsrohr 18 mündet also in die Austragsöffnung im Inneren der Kartusche 50. Mit der Wandung 7 ist das Austragsrohr 18 beweglich in einer Durchführung im Kartuschenkopf 10 angeordnet. Dadurch kann das Pulver 1 im vorderen Teil des Innenraums der Kartusche 50 mit Hilfe der Wandung 7 komprimiert werden, in dem die Wandung 7 mit Hilfe das Austragsrohrs 18 ins Innere der Kartusche 50 gedrückt wird. Das Austragsrohr 18 wird gegen eine Rückstellung über Nocken 19 in der Durchführung und eine Vielzahl von übereinander außen in dem Austragsrohr 18 angeordneten Rillen in dem Kartuschenkopf 10 gehalten. Das Austragsrohr 18 ist durch eine Durchführung in dem Kartuschenkopf 10 in Längsrichtung (also in axialer Richtung des zylindrischen Innenraums der Kartusche 50) beweglich gelagert. Durch die Nocken 19 und die Rillen kann das Austragsrohr und damit die Wandung 7 in verschiedenen Stellungen unterschiedlich tief in die Kartusche 50 eingedrückt werden und damit ein Druck auf das Pulver 1 ausgeübt werden. Das Pulver 1 ist unter Druck in den vorderen Teil des Innenraums der Kartusche 50 zwischen der Wandung 7 mit dem Filter 16 und dem Austragskolben 6 eingepresst und steht unter einem elastischen mechanischen Druck. Durch die Arretierung der Rillen mit den Nocken 19 in der Durchführung soll vermieden werden, dass der von dem zusammengepressten Pulver 1 auf die Wandung 7 mit dem Filter 16 ausgeübte elastische Druck ausreicht, um die Wandung 7 mit dem Filter 16 in Richtung der Vorderseite der Kartusche 50 beziehungsweise an die Frontseite des durch den Kartuschenkopf 10 begrenzten Innenraums zu drücken und dadurch das Pulver 1 wieder zu entspannen. Die Wandung 7 ist mit einer umlaufenden Dichtung 32 gegen die Innenwand der Kartusche 50 abgedichtet. Zusätzlich ist in der Verbindung zwischen dem aufgeschraubten Kartuschenkopf 10 und der Kartusche 50 mit einem umlaufenden Dichtungsring 60 abgedichtet. Die Dichtung 60 verhindert, dass Knochenzementteig 44 zwischen dem Kartuschenkopf 10 und der Kartusche 50 nach außen gepresst wird.
  • Der Stopfen 54, mit dem die Austragsöffnung verschlossen ist, steckt in dem Austragsrohr 18 und verschließt damit die Kartusche 50 nach außen. Der Stopfen 54 ist beweglich in dem Austragsrohr 18 angeordnet und kann von Innen aus dem Austragsrohr 18 herausgedrückt werden.
  • Die Wandung 7 mit dem Filter 16 sowie dem dagegen beweglichen gehaltenen Stopfen 54 bilden ein erfindungsgemäßes Verschlusssystem für den erfindungsgemäßen Knochenzementapplikator nach dem dritten Ausführungsbeispiel.
  • An der zum Pulver 1 weisenden Seite des Austragskolbens 6 ist ein für das Pulver 1 undurchlässiger aber für die Monomerflüssigkeit 2 durchlässiger Porenfilter 20 angeordnet. Damit soll verhindert werden, dass das Pulver 1 durch Durchgänge 22, die in dem Austragskolben 6 vorgesehen sind, in den hinteren Teil des Innenraums der Kartusche 50 vordringen kann. Der Porenfilter 20 deckt dabei die Durchgänge 22 ab, so dass das Pulver 1 auch nicht in die Durchgänge 22 vordringen kann. Hierdurch wird vermieden, dass die Monomerflüssigkeit 2 nach dem Öffnen der Ampulle 9 bereits vorzeitig mit Zementpulverpartikeln des Pulvers 1 reagiert, also bevor die Monomerflüssigkeit 2 in den vorderen Teil des Innenraums eingepresst wurde. Dadurch kann verhindert werden, dass die Durchgänge 22 durch anquellenden Knochenzement blockiert werden und dadurch keine weitere Einleitung von Monomerflüssigkeit 2 in das Pulver 1 mehr möglich ist.
  • Auf der dem Porenfilter 20 gegenüberliegenden Seite des Austragskolbens 6 ist ein Gitter 24 oder Sieb 24 angeordnet, mit dem das Vordringen von Splittern 62 der aufgebrochenen Ampulle 9 in die Durchgänge 22 verhindert wird. Auch hiermit soll sichergestellt werden, dass die Monomerflüssigkeit 2 aus dem hinteren Teil des Innenraums der Kartusche 50 problemlos in das Pulver 1 gedrückt werden kann. Beim Aufbrechen der Ampulle 9 wird zunächst ein Ampullenkopf 26 abgebrochen und dadurch die Ampulle 9 geöffnet (siehe 9 B). Die Monomerflüssigkeit 2 aus der Ampulle 9 kann dann in den vorderen Teil des Innenraums der Kartusche 50 ausfließen und anschließend durch die Durchgänge 22 in das Pulver 1 gepresst werden (siehe 9 C). Dabei wird die Ampulle 9 in derart kleine Splitter 62 zersplittert, dass diese in einen Hohlraum passen, der auf der dem Kartuschenboden zugewandten Seite (in 9 nach rechts und in den 10 und 11 nach oben rechts hinten) des Austragskolbens 6 gebildet ist.
  • Am Kartuschenboden ist außen an der Kartusche 50 eine Halterung 36 zur Befestigung einer Auspresseinrichtung 40 (siehe 9) vorgesehen.
  • An dem Austragskolben 6 sind seitlich mehrere Haken 38 als Rastmittel vorgesehen, die in eine dazu passende umlaufende Nut in der Wand des Innenraums der Kartusche 50 greifen. Die dadurch hervorgerufene Rastung des Austragskolbens 6 mit der Kartusche 50 ist stark genug, um dem Druck der beim Zersplittern der Ampulle 9 auftretenden Kräfte, um dem Druck der Monomerflüssigkeit 2 während des Vortriebs des Förderkolbens 5 zu wiederstehen und um dem Druck, der von dem Pulver 1 auf den Austragskolben 6 mittels der eingepressten Wandung 7 ausgeübt wird, standzuhalten. Erst wenn der Förderkolben 5 unmittelbar an dem Austragskolben 6 anliegt (siehe 9 C), wird die Rastung gelöst, beziehungsweise werden die Haken 38 verformt und gleiten aus der Nut in der Wand des Innenraums der Kartusche 50, und anschließend wird der Austragskolben 6 von dem Förderkolben 5 in Richtung des Kartuschenkopfs 10 an der Vorderseite des Knochenzementapplikators gedrückt.
  • In dem in der Rückseite des Austragskolbens 6 gebildeten Hohlraum im Austragskolben 6 kann vorzugsweise ein Füllmaterial (nicht gezeigt) vorgesehen sein, wie beispielsweise ein Schaumstoffeinsatz und/oder Kunststoffkugeln oder - körner. Damit soll das Volumen der Monomerflüssigkeit 2, die in diesem Hohlraum zurückbleibt und nicht von dem Förderkolben 5 in das Pulver 1 gepresst werden kann, möglichst klein gehalten werden. Des Weiteren kann dieses Füllmaterial als Transportschutz und Stoßschutz für die Ampulle 9 verwendet werden, damit die Ampulle 9 beim Transport des Knochenzementapplikators im Ausgangszustand (siehe 9 A und 11) nicht aus Versehen aufbricht. Hierzu kann ein komprimierbarer Schaumstoff zusätzlich um die Ampulle 9 herum im Innenraum der Kartusche 50 angeordnet sein.
  • Der Ablauf eines beispielhaften erfindungsgemäßen Verfahrens ist in 9 durch sechs übereinander gezeichnete Querschnittansichten 9 A bis 9 F dargestellt. Zunächst wird der Knochenzementapplikator in eine Auspresseinrichtung 40 eingesetzt, dazu wird die Kartusche 50 mit der Halterung 36 an einem passenden Gegenstück 41 der Auspresseinrichtung 40 befestigt (siehe 9 A).
  • Anschließend wird ein Stößel 42 der Auspresseinrichtung 40 gegen das Gegenstück 41 vorgetrieben. Der Stößel 42 liegt an dem Förderkolben 5 an. Dadurch wird der Förderkolben 5 von dem Stößel 42 in Richtung des Austragskolbens 6 gedrückt. Durch die Bewegung des Förderkolbens 5 wird die Ampulle 9 gegen den mit dem Rastmittel 38 arretierten Austragskolben 6 gedrückt. Der Ampullenkopf 26 bricht ab und die Ampulle 9 ist geöffnet (siehe 9 B).
  • Der Knochenzementapplikator in der Auspresseinrichtung 40 wird dabei bevorzugt mit dem Kartuschenkopf 10 nach oben gehalten, so dass bei einem nachfolgenden weiteren Vortreiben des Förderkolbens 5 zunächst die überstehende Luft aus dem hinteren Teil des Innenraums nach oben durch das Pulver 1 und durch den gasdurchlässigen Filter 16 nach außen gedrückt wird. Irgendwann wird die Monomerflüssigkeit 2 aus der Ampulle 9 von dem Förderkolben 5 durch das Gitter 24 und/oder das Sieb 24, durch die Durchgänge 22 und durch den Porenfilter 20 in den vorderen Teil des Innenraums in das Pulver 1 gedrückt. Dabei wird die Ampulle 9 weiter zusammengedrückt und zersplittert dabei in kleinere Splitter 62, die sich schließlich in dem rückseitigen Hohlraum des Austragskolbens 6 sammeln. Das Pulver 1 enthält ein hydrophiles Additiv, das eine große Oberflächenenergie bezüglich der wässrigen Monomerflüssigkeit 2 aufweist, die größer ist als die des Knochenzementpulvers. Gleichzeitig sind die Kapillarkräfte aufgrund des komprimierten Pulvers 1 groß, da die Zwischenräume zwischen den Pulverpartikeln klein sind. Zudem wird die Monomerflüssigkeit 2 mit Druck in das Pulver 1 gepresst. Durch all diese Maßnahmen wird die Monomerflüssigkeit 2 schnell in und durch das Pulver 1 geleitet und kann sich vollständig in dem Pulver 1 ausbreiten und verteilen, bevor die anquellenden Zementpulverpartikel eine weitere Ausbreitung der Monomerflüssigkeit 2 im Pulver 1 unterbinden. Schließlich trifft der Förderkolben 5 auf den Austragskolben 6 (siehe 9 C).
  • Das Zementpulver in dem Pulver 1 reagiert mit der Monomerflüssigkeit 2 und bildet dort den Knochenzementteig 44. Um dabei das gewünschte Mischungsverhältnis zwischen Pulver 1 und Monomerflüssigkeit 2 im Knochenzementteig 44 zu erhalten, kann überschüssige Monomerflüssigkeit 2 an der Vorderseite der Kartusche 50 zwischen dem porösen Filter 16 der Wandung 7 und dem Kartuschenkopf 10 aufgenommen werden. Die Monomerflüssigkeit 2 wird dazu durch den porösen Filter 16 gedrückt, der für das Pulver 1 und den Knochenzementteig 44 undurchlässig ist. Durch Aufnahme der überschüssigen Monomerflüssigkeit 2 nach dem Durchtritt der Monomerflüssigkeit 2 durch das Pulver 1 bis zur Wandung 7 wird verhindert, dass der Knochenzementteig 44 zu dünnflüssig wird und dadurch eine unerwünschte Konsistenz erhält. Zudem wird zur Vermeidung einer zu dickflüssigen Konsistenz des Knochenzementteigs 44 die Monomerflüssigkeit 2 im Überschuss verwendet, so dass die Verluste durch die zwischen dem Austragskolben 6 und dem Förderkolben 5 sowie in den Durchgängen 22 des Austragskolbens 6 verbleibende Reste der Monomerflüssigkeit 2 ausgeglichen werden.
  • Durch einen weiteren Vortrieb des Förderkolbens 5 wird der Austragskolben 6 in Richtung des Kartuschenkopfs 10 getrieben und die Rastung beziehungsweise das Rastmittel 38 gelöst. Durch die Bewegung des Austragskolbens 6 in Richtung des Kartuschenkopfs 10 wird vom Knochenzementteig 44 ein Druck auf die Wandung 7, den Filter 16 und den Stopfen 54 in der Austragsöffnung des Verschlusssystems ausgeübt. Der Knochenzementteig 44 kann nicht durch den Filter 16 fließen, so dass der Druck des Knochenzementteigs 44 auf den Filter 16 und die Wandung 7 wirkt.
  • Da die Wandung 7, der Filter 16 und das Austragsrohr 18 sind nach dem Lösen der Arretierung zwischen den Nocken 19 und den Rillen im Außenumfang des Austragsrohrs 18 zunächst beweglich gegen die Kartusche 50 beziehungsweise den Kartuschenkopf 10 gelagert. Dadurch werden diese Teile des Verschlusssystems zusammen mit dem Stopfen 54 nach vorne gedrückt, bis die Wandung 7 von Innen an dem Kartuschenkopf 10 anliegt und dadurch gegen den Kartuschenkopf 10 und damit der Kartusche 50 fixiert ist (siehe 9 D). Wenn also die Wandung 7 innen an dem Kartuschenkopf 10 anliegt, so gilt diese im Sinne der vorliegenden Patentanmeldung als gegen die Kartusche 50 fixiert. Der Stopfen 54 steckt derart fest in dem Austragsrohr 18, dass der Druck des Knochenzementteigs 44 nicht ausreicht, den Stopfen 54 gegen das Austragsrohr 18 zu bewegen, wenn er bereits ausreicht, um das Verschlusssystem 7, 16, 54 als Ganzes in Richtung des Kartuschenkopfs 10 zu verschieben. In anderen Worten ist der Druck des Knochenzementteigs 44, der notwendig ist, um die Wandung 7 gegen die Kartusche 50 zu bewegen, beziehungsweise um die Haftreibung der Wandung 7 gegen die Kartusche 50 zu überwinden, geringer als der Druck des Knochenzementteigs 44, der notwendig ist, um den Stopfen 54 gegen die Wandung 7 und das Austragsrohr 18 zu bewegen, beziehungsweise um die Haftreibung des Stopfens 54 gegen das Austragsrohr 18 zu überwinden.
  • Sobald die Wandung 7 innen am Kartuschenkopf 10 anliegt und der Förderkolben 5 zusammen mit dem daran anliegenden Austragskolben 6 weiter in Richtung des Kartuschenkopfs 10 vorgetrieben wird, wird der Stopfen 54 nach vorne aus dem Austragsrohr 18 herausgedrückt (siehe 9 E). Während also die Wandung 7, die über den Anpressdruck des Knochenzementteigs 44 fest an der Vorderseite der Kartusche 50 anliegt, nicht mit dem Knochenzementteig 44 bewegt wird, wird der Stopfen 54 gegen die Wandung 7 bewegt und damit aus der Austragsöffnung herausgetrieben und so die Austragsöffnung in der Wandung 7 geöffnet. Schließlich fällt der Stopfen 54 vorne aus dem Austragsrohr 18 hinaus und der Knochenzementteig 44 tritt aus dem Austragsrohr 18 aus. Die Kartusche 50 ist nun nach außen geöffnet. Durch weiteres Vortreiben des Förderkolbens 5 und damit des Austragskolbens 6 wird der fertige Knochenzementteig 44 durch die Austragsöffnung und das Austragsrohr 18 nach außen gepresst und kann appliziert werden (siehe 9 F).
  • Aufgrund des in dem Pulver 1 vorhandenen Additivs gelingt es, die Monomerflüssigkeit 2 an einer Grundfläche des vorderen Teils des zylindrischen Innenraums der Kartusche 50 einzupressen und dennoch eine vollständige Verteilung der Monomerflüssigkeit 2 in dem Pulver 1 zu erreichen. Durch den erfindungsgemäßen Aufbau des Knochenzementapplikators gelingt es, eine herkömmliche Auspresseinrichtung 40 verwenden zu können und durch eine unidirektionale lineare Bewegung des Stößels 42 sowohl den Behälter 9 für die Monomerflüssigkeit 2 zu öffnen, die Monomerflüssigkeit 2 in das Pulver 1 zu pressen und dadurch den Knochenzementteig 44 zu mischen, als auch das Verschlusssystem zu öffnen und den gemischten Knochenzementteig 44 auszutreiben und zu applizieren. Mit dem erfindungsgemäßen Aufbau des Verschlusssystems gelingt es, die Kraft, die durch den Stößel 42 auf den Förderkolben 5 ausgeübt wird, zum Öffnen der Austragsöffnung nutzen können.
  • In den 14 bis 16 ist ein vierter erfindungsgemäßer und beispielhafter Knochenzementapplikator gezeigt, der sich von dem ersten beispielhaften Knochenzementapplikator nach den 1 bis 5 dadurch unterscheidet, dass der vierte beispielhafte Knochenzementapplikator analog dem zweiten und dem dritten beispielhaften Knochenzementapplikator eine Kartusche 50 aufweist, die nicht aus zwei Kartuschenteilen besteht, wobei hier im Gegensatz zur zweiten und dritten Ausführung auch ein Kartuschenkopf 64 der Kartusche 50 einteilig mit der Kartusche 50 ausgeführt ist. Ferner weist der vierte beispielhafte Knochenzementapplikator analog dem zweiten beispielhaften Knochenzementapplikator nach den 6 bis 8 einen Austragskolben 6 auf, der im Innenraum der Kartusche 50 nicht über ein Rastmittel mit der Kartusche 50 verbunden ist. Der für die vorliegende Patentanmeldung wesentliche Unterschied zur ersten und zur zweiten beispielhaften Ausführung ist darin zu sehen, dass das Verschlusssystem analog der dritten Ausführung mit einem beweglichen Stopfen 54 ausgeführt ist, wobei im Unterschied zu dritten Ausführung eine Wandung 7, in der eine zentrale Austragsöffnung vorgesehen ist, bereits im Ausgangszustand an der Vorderseite der Kartusche 50 anliegend und dadurch fixiert angeordnet ist.
  • Dabei zeigt 14 eine perspektivische Querschnittansicht des Knochenzementapplikators im Ausgangszustand, 15 fünf schematische Querschnittansichten A bis E des vierten beispielhaften Knochenzementapplikators mit dem alternativen Verschlusssystem, die den Ablauf der Anwendung des Knochenzementapplikators während der Herstellung und der Applikation des Knochenzementteigs 44 zeigen und 16 eine schematische Querschnittansicht des Knochenzementapplikators im Ausgangszustand.
  • Der Aufbau und die Funktionsweise des vierten beispielhaften Knochenzementapplikators entsprechen weitgehend denen des ersten und dritten beispielhaften Knochenzementapplikators, so dass auch weitgehend auf die Figurenbeschreibung der anderen Ausführungsbeispiele verwiesen werden kann. Insbesondere sind das verwendete Pulver 1 und im Wesentlichen die Funktionsweise der beiden Kolben 5, 6 identisch.
  • Im Ausgangszustand des Knochenzementapplikators sind das Pulver 1 als eine Ausgangskomponente eines PMMA-Knochenzements und eine Monomerflüssigkeit 2 als weitere Ausgangskomponente des PMMA-Knochenzements in dem Knochenzementapplikator enthalten. Das Pulver 1 enthält ein Knochenzementpulver als Hauptbestandteil sowie ein hydrophiles Additiv, mit dem die Monomerflüssigkeit 2 in dem Pulver 1 verteilbar ist. Das Pulver 1 und die Monomerflüssigkeit 2 sind in einer Kartusche 50 enthalten, wobei das Pulver 1 in einem vorderen Teil des Innenraums der Kartusche 50 und die Monomerflüssigkeit 2 in einem hinteren Teil des Innenraums der Kartusche 50 angeordnet ist. Gemeinsam begrenzt der hintere Innenraum und der vordere Innenraum einen zylindrischen Innenraum der Kartusche 50.
  • An der Rückseite des Knochenzementapplikators (in 14 nach rechts oben hinten, in 15 rechts und in 16 unten) ist ein Förderkolben 5 angeordnet, der in axialer Richtung linear in Richtung der Vorderseite des Knochenzementapplikators (in 14 nach links unten vorne, in 15 links und in 16 oben) im Innenraum der Kartusche 50 vortreibbar ist, beziehungsweise beweglich gelagert ist. Der Förderkolben 5 schließt die Rückseite des Innenraums der Kartusche 50 ab. Im hinteren Ende des vorderen Innenraums, beziehungsweise in der Verbindung vom vorderen Innenraum zum hinteren Innenraum der Kartusche 50 ist ein Austragskolben 6 angeordnet, der in axialer Richtung linear in Richtung der Vorderseite des Knochenzementapplikators im Innenraum der Kartusche 50 vortreibbar ist, beziehungsweise beweglich gelagert ist. Der Austragskolben 6 ist also zwischen dem Pulver 1 und der Monomerflüssigkeit 2 im Innenraum der Kartusche 50 angeordnet.
  • An der Vorderseite des Knochenzementapplikators ist ein Verschlusssystem angeordnet, mit dem der Innenraum der Kartusche 50 nach vorne abgeschlossen ist, das sich aber zum Austragen eines aus den Ausgangskomponenten 1, 2 gemischten Knochenzementteigs 44 (siehe 15 D und 15 E) öffnen lässt. Die Wandung 7 des Verschlusssystems weist eine zentrale kreisrunde Austragsöffnung auf und liegt in axialer Richtung des vorderen Innenraums der Kartusche 50 an der Innenseite des Kartuschenkopfs 64 an. Die Austragsöffnung ist durch einen inneren Ring begrenzt. Die Wandung 7 ist nach Art eines Rads mit einem äußeren Ring aufgebaut, der mit dem die Austragsöffnung begrenzenden inneren Ring über eine Mehrzahl von Streben verbunden ist, was andeutungsweise in 14 zu erkennen ist. Der innere Ring, der äußere Ring und die Streben sind einteilig aus Kunststoff gefertigt. Ferner umfasst das Verschlusssystem einen Stopfen 54, mit dem die Austragsöffnung im Ausgangszustand, wie er in 14, 15 A und 16 gezeigt ist, verschlossen ist.
  • Die Monomerflüssigkeit 2 ist in einer geschlossenen Ampulle 9 als Behälter 9 für die Monomerflüssigkeit 2 enthalten. Die Ampulle 9 besteht aus Glas oder aus einem Kunststoff, der chemisch gegen die Monomerflüssigkeit 2 beständig ist. Innerhalb der Ampulle 9 kann die Monomerflüssigkeit 2 über lange Zeit in dem Knochenzementapplikator gelagert werden.
  • Das Verschlusssystem des Knochenzementapplikators ist in dem Kartuschenkopf 64 angeordnet, der den vorderen Bereich des vorderen Innenraums der Kartusche 50 begrenzt. Der Kartuschenkopf 64 ist ein Teil der Kartusche 50. In dem Kartuschenkopf 10 ist an der Fronseite eine Begasungsöffnung 11 vorgesehen. Die Begasungsöffnung 11 kann im Lagerungszustand beziehungsweise im Ausgangszustand des Knochenzementapplikators mit einem Verschluss verschlossen sein. Durch die Begasungsöffnung 11 kann der Innenraum der Kartusche 50 mit einem sterilisierenden Gas, wie Ethylenoxid, begast werden und so der Inhalt der Kartusche 50 sterilisiert werden. In der Wandung am hinteren Ende der Kartusche 50 direkt neben der Position des Förderkolbens 5 sind mehrere Begasungsöffnungen 56 vorgesehen, die das Innere der Kartusche 50 mit der Umgebung verbinden und durch die der Innenraum der Kartusche 50 von außen mit dem sterilisierenden Gas begast werden kann. Bei einer Bewegung des Förderkolbens 5 in Richtung des Kartuschenkopfs 64 werden diese rückseitigen Begasungsöffnungen 56 durch den Förderkolben 5 verschlossen, so dass keine aus der Ampulle 9 austretende Monomerflüssigkeit 2 aus dem hinteren Teil des Innenraums nach außen dringen kann. Dadurch kann das sterilisierende Gas durch die vordere Begasungsöffnung 11 im Kartuschenkopf 64 und durch die hinteren Begasungsöffnungen 56 durch die Kartusche 50 geleitet werden.
  • Die zwischen den Streben der Wandung 7 des Verschlusssystems offenen Zwischenräume sind durch einen gasdurchlässigen aber für das Pulver 1 und den Knochenzementteig 44 undurchlässigen Filter 16 abgedeckt. Dadurch ist die Wandung 7 für Gase wie Ethylenoxid durchlässig aber für das Pulver 1 und den Knochenzementteig 44 undurchlässig. Die Wandung 7 ist durch ein Gerüst in Form des äußeren Rings mit den sich nach Innen zur Austragsöffnung hin radial erstreckenden Speichen geformt und somit durchlässig, wenn deren Zwischenräume nicht durch den Filter 16 abgedeckt wären. Der Aufbau der Wandung 7 ist am besten in 14 zu erahnen entspricht aber dem der Wandungen nach den ersten beiden Ausfüh ru ngsbeispielen.
  • Einteilig mit der Wandung 7 ausgeführt, ist an der Austragsöffnung, beziehungsweise an dem Inneren Ring der Wandung 7, der die Austragsöffnung begrenzt, ein Austragsrohrstutzen 66 mit einem Außengewinde angeordnet, durch das bei der Anwendung des Knochenzementapplikators eine Applikation des Knochenzementteigs 44 erfolgt (siehe 15 E). Der Austragsrohrstutzen 66 mündet also in die Austragsöffnung im Inneren der Kartusche 50. Auf den Austragsrohrstutzen 66 kann eine Austragsrohrverlängerung 68 aufgeschraubt werden, mit dem eine Applikation von Knochenzementteig 44 in schwerer zugänglichen Regionen durchgeführt werden kann. Mit der Wandung 7 ist der Austragsrohrstutzen 66 in einer Durchführung im Kartuschenkopf 10 angeordnet und kann theoretisch auch fest mit dem Kartuschenkopf 64 verbunden sein. Das Pulver 1 kann im vorderen Teil des Innenraums der Kartusche 50 mit Hilfe des Austragskolbens 6 komprimiert werden, in dem der Austragskolben 6 ins Innere der Kartusche 50 in Richtung des Kartuschenkopfs 64 gedrückt wird. Der Austragskolben 6 wird gegen eine Rückstellung über eine Passung mit der Wand des Innenraums der Kartusche 50 und/oder abgestützt durch die Ampulle 9 und den Förderkolben 5 in der Kartusche 50 gehalten. Das Pulver 1 ist unter Druck in den vorderen Teil des Innenraums der Kartusche 50 zwischen der Wandung 7 mit dem Filter 16 und dem Austragskolben 6 eingepresst und steht unter einem elastischen mechanischen Druck. Durch die Passung des Austragskolbens 6 mit der Innenwand der Kartusche 50 und/oder die Abstützung mit der Ampulle 9 und dem Förderkolben 5 soll vermieden werden, dass der von dem zusammengepressten Pulver 1 auf den Austragskolben 6 ausgeübte elastische Druck ausreicht, um den Austragskolben 6 zu bewegen und das Pulver 1 wieder zu entspannen. Die Wandung 7 ist mit einer umlaufenden Dichtung 32 gegen die Innenwand der Kartusche 50 abgedichtet.
  • Der Stopfen 54, mit dem die Austragsöffnung verschlossen ist, steckt in dem Austragsrohrstutzen 66 und verschließt damit die Kartusche 50 nach außen. Der Stopfen 54 ist beweglich in dem Austragsrohrstutzen 66 angeordnet und kann von Innen aus dem Austragsrohrstutzen 66 herausgedrückt werden.
  • Die innen am Kartuschenkopf 64 anliegende und dadurch mit der Kartusche 50 fixierte Wandung 7 mit dem Filter 16 sowie dem dagegen beweglichen gehaltenen Stopfen 54 bilden ein erfindungsgemäßes Verschlusssystem für den erfindungsgemäßen Knochenzementapplikator nach dem vierten Ausführungsbeispiel.
  • An der zum Pulver 1 weisenden Seite des Austragskolbens 6 ist ein für das Pulver 1 undurchlässiger aber für die Monomerflüssigkeit 2 durchlässiger Porenfilter 20 angeordnet. Damit soll verhindert werden, dass das Pulver 1 durch Durchgänge 22, die in dem Austragskolben 6 vorgesehen sind, in den hinteren Teil des Innenraums der Kartusche 50 vordringen kann. Der Porenfilter 20 deckt dabei die Durchgänge 22 ab, so dass das Pulver 1 auch nicht in die Durchgänge 22 vordringen kann. Hierdurch wird vermieden, dass die Monomerflüssigkeit 2 nach dem Öffnen der Ampulle 9 bereits vorzeitig mit Zementpulverpartikeln des Pulvers 1 reagiert, also bevor die Monomerflüssigkeit 2 in den vorderen Teil des Innenraums eingepresst wurde. Dadurch kann verhindert werden, dass die Durchgänge 22 durch anquellenden Knochenzement blockiert werden und dadurch keine weitere Einleitung von Monomerflüssigkeit 2 in das Pulver 1 mehr möglich ist.
  • Auf der dem Porenfilter 20 gegenüberliegenden Seite des Austragskolbens 6 ist ein Gitter 24 oder Sieb 24 angeordnet, mit dem das Vordringen von Splittern der aufgebrochenen Ampulle 9 in die Durchgänge 22 verhindert wird. Auch hiermit soll sichergestellt werden, dass die Monomerflüssigkeit 2 aus dem hinteren Teil des Innenraums der Kartusche 50 problemlos in das Pulver 1 gedrückt werden kann. Beim Aufbrechen der Ampulle 9 wird zunächst ein Ampullenkopf 26 abgebrochen und dadurch die Ampulle 9 geöffnet (siehe 15 B). Die Monomerflüssigkeit 2 aus der Ampulle 9 kann dann in den vorderen Teil des Innenraums der Kartusche 50 ausfließen und anschließend durch die Durchgänge 22 in das Pulver 1 gepresst werden (siehe 15 C). Dabei wird die Ampulle 9 in derart kleine Splitter zersplittert, dass diese in einen Hohlraum passen, der auf der dem Kartuschenboden zugewandten Seite (in 14 nach oben rechts hinten, in 15 nach rechts und in 16 nach unten) des Austragskolbens 6 gebildet ist.
  • Am Kartuschenboden ist außen an der Kartusche 50 eine Halterung 36 zur Befestigung einer Auspresseinrichtung 40 (siehe 15) vorgesehen.
  • Der Stopfen 54 steckt derart fest in dem Austragsrohrstutzen 66, dass er durch die beim Zersplittern der Ampulle 9 auftretenden Kräften nicht bewegt wird, um dem Druck der Monomerflüssigkeit 2 während des Vortriebs des Förderkolbens 5 zu wiederstehen und um dem Druck, der von dem Pulver 1 auf den Austragskolben 6 mittels der eingepressten Wandung 7 ausgeübt wird, standzuhalten. Beim Eintragen der Monomerflüssigkeit 2 und beim Vortreiben des Förderkolbens 5 verdrängte Luft kann durch die Begasungsöffnungen 11 entweichen. Erst wenn der Förderkolben 5 unmittelbar an dem Austragskolben 6 anliegt (siehe 15 C), wird die Haftreibung zwischen dem Stopfen 54 und dem Austragsrohrstutzen 64 überwunden und der Stopfen 54 wird aus dem Austragsrohrstutzen 66 gedrückt und dadurch die Kartusche 50 für den Knochenzementteig 44 nach außen geöffnet.
  • In dem in der Rückseite des Austragskolbens 6 gebildeten Hohlraum im Austragskolben 6 kann vorzugsweise ein Füllmaterial (nicht gezeigt) vorgesehen sein, wie beispielsweise ein Schaumstoffeinsatz und/oder Kunststoffkugeln oder - körner. Damit soll das Volumen der Monomerflüssigkeit 2, die in diesem Hohlraum zurückbleibt und nicht von dem Förderkolben 5 in das Pulver 1 gepresst werden kann, möglichst klein gehalten werden. Des Weiteren kann dieses Füllmaterial als Transportschutz und Stoßschutz für die Ampulle 9 verwendet werden, damit die Ampulle 9 beim Transport des Knochenzementapplikators im Ausgangszustand (siehe 1 und 2) nicht aus Versehen aufbricht. Hierzu kann ein komprimierbarer Schaumstoff zusätzlich um die Ampulle 9 herum im Innenraum der Kartusche 50 angeordnet sein.
  • Der Ablauf eines beispielhaften erfindungsgemäßen Verfahrens ist in 15 durch fünf übereinander gezeichnete Querschnittansichten 15 A bis 15 E dargestellt. Zunächst wird der Knochenzementapplikator in eine Auspresseinrichtung 40 eingesetzt, dazu wird die Kartusche 50 mit der Halterung 36 an einem passenden Gegenstück 41 der Auspresseinrichtung 40 befestigt (siehe 15 A).
  • Nach dem Einsetzen des Knochenzementapplikators wird ein Stößel 42 der Auspresseinrichtung 40 gegen die Kartusche 50 vorgetrieben. Der Stößel 42 liegt an dem Förderkolben 5 an. Dadurch wird der Förderkolben 5 von dem Stößel 42 in Richtung des Austragskolbens 6 gedrückt. Durch die Bewegung des Förderkolbens 5 wird die Ampulle 9 gegen den von dem gepressten Pulver 1 und den Kartuschenkopf 64 gehaltenen Austragskolben 6 gedrückt. Der Ampullenkopf 26 bricht ab und die Ampulle 9 ist geöffnet (siehe 15 B).
  • Der Knochenzementapplikator in der Auspresseinrichtung 40 wird dabei bevorzugt mit dem Kartuschenkopf 64 nach oben gehalten, so dass bei einem nachfolgenden weiteren Vortreiben des Förderkolbens 5 zunächst die überstehende Luft aus dem hinteren Teil des Innenraums nach oben durch das Pulver 1, durch den gasdurchlässigen Filter 16 und die Begasungsöffnungen 11 nach außen gedrückt wird. Irgendwann wird die Monomerflüssigkeit 2 aus der Ampulle 9 von dem Förderkolben 5 durch das Gitter 24 und/oder das Sieb 24, durch die Durchgänge 22 und durch den Porenfilter 20 in den vorderen Teil des Innenraums in das Pulver 1 gedrückt. Dabei wird die Ampulle 9 weiter zusammengedrückt und zersplittert dabei in kleinere Splitter, die sich schließlich in dem rückseitigen Hohlraum des Austragskolbens 6 sammeln. Das Pulver 1 enthält ein hydrophiles Additiv, das eine große Oberflächenenergie bezüglich der wässrigen Monomerflüssigkeit 2 aufweist, die größer ist als die des Knochenzementpulvers. Gleichzeitig sind die Kapillarkräfte aufgrund des komprimierten Pulvers 1 groß, da die Zwischenräume zwischen den Pulverpartikeln klein sind. Zudem wird die Monomerflüssigkeit 2 mit Druck in das Pulver 1 gepresst. Durch all diese Maßnahmen wird die Monomerflüssigkeit 2 schnell in und durch das Pulver 1 geleitet und kann sich vollständig in dem Pulver 1 ausbreiten und verteilen, bevor die anquellenden Zementpulverpartikel eine weitere Ausbreitung der Monomerflüssigkeit 2 im Pulver 1 unterbinden. Schließlich trifft der Förderkolben 5 auf den Austragskolben 6 (siehe 15 C).
  • Das Zementpulver in dem Pulver 1 reagiert mit der Monomerflüssigkeit 2 und bildet dort den Knochenzementteig 44. Um dabei das gewünschte Mischungsverhältnis zwischen Pulver 1 und Monomerflüssigkeit 2 im Knochenzementteig 44 zu erhalten, kann überschüssige Monomerflüssigkeit 2 an der Vorderseite der Kartusche 50 zwischen dem porösen Filter 16 der Wandung 7 und dem Kartuschenkopf 10 aufgenommen werden. Die Monomerflüssigkeit 2 wird dazu durch den porösen Filter 16 gedrückt, der für das Pulver 1 und den Knochenzementteig 44 undurchlässig ist. Durch Aufnahme der überschüssigen Monomerflüssigkeit 2 nach dem Durchtritt der Monomerflüssigkeit 2 durch das Pulver 1 bis zur Wandung 7 wird verhindert, dass der Knochenzementteig 44 zu dünnflüssig wird und dadurch eine unerwünschte Konsistenz erhält. Zudem wird zur Vermeidung einer zu dickflüssigen Konsistenz des Knochenzementteigs 44 die Monomerflüssigkeit 2 im Überschuss verwendet, so dass die Verluste durch die zwischen dem Austragskolben 6 und dem Förderkolben 5 sowie in den Durchgängen 22 des Austragskolbens 6 verbleibende Reste der Monomerflüssigkeit 2 ausgeglichen werden.
  • Durch einen weiteren Vortrieb des Förderkolbens 5 wird der Austragskolben 6 in Richtung des Kartuschenkopfs 64 getrieben. Durch die Bewegung des Austragskolbens 6 in Richtung des Kartuschenkopfs 64 wird vom Knochenzementteig 44 ein Druck auf den Stopfen 54 in der Austragsöffnung des Verschlusssystems ausgeübt.
  • Da die Wandung 7 innen am Kartuschenkopf 64 anliegt und sich daher nicht weiter in Richtung des Kartuschenkopfs 64 bewegen kann und der Förderkolben 5 zusammen mit dem daran anliegenden Austragskolben 6 in Richtung des Kartuschenkopfs 64 vorgetrieben wird, wird der Stopfen 54 nach vorne aus dem Austragsrohrstutzen 66 herausgedrückt (siehe 15 D und 15 E). Während also die Wandung 7, die über den Anpressdruck des Knochenzementteigs 44 fest an der Vorderseite der Kartusche 50 anliegt, nicht mit dem Knochenzementteig 44 bewegt wird, wird der Stopfen 54 gegen die Wandung 7 bewegt und damit aus der Austragsöffnung herausgetrieben und so die Austragsöffnung in der Wandung 7 geöffnet. Schließlich fällt der Stopfen 54 vorne aus dem Austragsrohrstutzen 66 hinaus und der Knochenzementteig 44 tritt aus dem Austragsrohrstutzen 66 aus. Die Kartusche 50 ist nun nach außen geöffnet. Durch weiteres Vortreiben des Förderkolbens 5 und damit des Austragskolbens 6 wird der fertige Knochenzementteig 44 durch die Austragsöffnung und den Austragsrohrstutzen 66 nach außen gepresst und kann appliziert werden (siehe 15 E).
  • Aufgrund des in dem Pulver 1 vorhandenen Additivs gelingt es, die Monomerflüssigkeit 2 an einer Grundfläche des vorderen Teils des zylindrischen Innenraums der Kartusche 50 einzupressen und dennoch eine vollständige Verteilung der Monomerflüssigkeit 2 in dem Pulver 1 zu erreichen. Durch den erfindungsgemäßen Aufbau des Knochenzementapplikators gelingt es, eine herkömmliche Auspresseinrichtung 40 verwenden zu können und durch eine unidirektionale lineare Bewegung des Stößels 42 sowohl den Behälter 9 für die Monomerflüssigkeit 2 zu öffnen, die Monomerflüssigkeit 2 in das Pulver 1 zu pressen und dadurch den Knochenzementteig 44 zu mischen, als auch das Verschlusssystem zu öffnen und den gemischten Knochenzementteig 44 auszutreiben und zu applizieren. Mit dem erfindungsgemäßen Aufbau des Verschlusssystems gelingt es, die Kraft, die durch den Stößel 42 auf den Förderkolben 5 ausgeübt wird, zum Öffnen der Austragsöffnung nutzen können.
  • In den 17 und 18 ist ein fünfter erfindungsgemäßer und beispielhafter Knochenzementapplikator gezeigt, der besonders kostengünstig im Aufbau ist und der sich von dem ersten beispielhaften Knochenzementapplikator nach den 1 bis 5 dadurch unterscheidet, dass keine separate Wandung mehr vorhanden ist, sondern dass die Wandung 74 durch einen Kartuschenkopf 74 einer einteilig aus Kunststoff aufgebauten Kartusche 50 gebildet ist. Der fünfte beispielhafte Knochenzementapplikator weist also analog dem zweiten, dritten und vierten beispielhaften Knochenzementapplikator eine Kartusche 50 auf, die nicht aus zwei Kartuschenteilen besteht, wobei hier im Gegensatz zur zweiten und dritten Ausführung und analog der vierten Ausführung auch der Kartuschenkopf 74 der Kartusche 50 einteilig mit der Kartusche 50 ausgeführt ist. Ferner weist der fünfte beispielhafte Knochenzementapplikator analog dem zweiten beispielhaften Knochenzementapplikator nach den 6 bis 8 und dem vierten Ausführungsbeispiel nach den 14 bis 16 einen Austragskolben 6 auf, der im Innenraum der Kartusche 50 nicht über ein Rastmittel mit der Kartusche 50 verbunden ist. Der für die vorliegende Patentanmeldung wesentliche Unterschied zur ersten und zur zweiten beispielhaften Ausführung ist darin zu sehen, dass das Verschlusssystem analog der dritten und vierten Ausführung mit einem beweglichen Stopfen 70 ausgeführt ist, wobei im Unterschied zu dritten und vierten Ausführung die Wandung 74, in der eine zentrale Austragsöffnung vorgesehen ist, einteilig mit der Kartusche 50 ausgeführt ist und dadurch stets mit der Kartusche 50 verbunden und dadurch fixiert ist.
  • Dabei zeigt 17 sechs schematische Querschnittansichten A bis F des fünften beispielhaften Knochenzementapplikators mit dem alternativen Verschlusssystem, die den Ablauf der Anwendung des Knochenzementapplikators während der Herstellung und der Applikation des Knochenzementteigs 44 zeigen und 18 zwei perspektivische Querschnittansichten des Knochenzementapplikators im Ausgangszustand.
  • Der Aufbau und die Funktionsweise des fünften beispielhaften Knochenzementapplikators entsprechen weitgehend denen des ersten und vierten beispielhaften Knochenzementapplikators, so dass auch weitgehend auf die Figurenbeschreibung der anderen Ausführungsbeispiele verwiesen werden kann. Insbesondere sind das verwendete Pulver 1 und im Wesentlichen die Funktionsweise der beiden Kolben 5, 6 identisch.
  • Im Ausgangszustand des Knochenzementapplikators sind das Pulver 1 als eine Ausgangskomponente eines PMMA-Knochenzements und eine Monomerflüssigkeit 2 als weitere Ausgangskomponente des PMMA-Knochenzements in dem Knochenzementapplikator enthalten. Das Pulver 1 enthält ein Knochenzementpulver als Hauptbestandteil sowie ein hydrophiles Additiv, mit dem die Monomerflüssigkeit 2 in dem Pulver 1 verteilbar ist. Das Pulver 1 und die Monomerflüssigkeit 2 sind in einer Kartusche 50 enthalten, wobei das Pulver 1 in einem vorderen Teil des Innenraums der Kartusche 50 und die Monomerflüssigkeit 2 in einem hinteren Teil des Innenraums der Kartusche 50 angeordnet ist. Gemeinsam begrenzt der hintere Innenraum und der vordere Innenraum einen zylindrischen Innenraum der Kartusche 50.
  • An der Rückseite des Knochenzementapplikators (in 17 rechts) ist ein Förderkolben 5 angeordnet, der in axialer Richtung linear in Richtung der Vorderseite des Knochenzementapplikators (in 17 links) im Innenraum der Kartusche 50 vortreibbar ist, beziehungsweise beweglich gelagert ist. Der Förderkolben 5 schließt die Rückseite des Innenraums der Kartusche 50 ab. Im hinteren Ende des vorderen Innenraums, beziehungsweise in der Verbindung vom vorderen Innenraum zum hinteren Innenraum der Kartusche 50 ist ein Austragskolben 6 angeordnet, der in axialer Richtung linear in Richtung der Vorderseite des Knochenzementapplikators im Innenraum der Kartusche 50 vortreibbar ist, beziehungsweise beweglich gelagert ist. Der Austragskolben 6 ist also zwischen dem Pulver 1 und der Monomerflüssigkeit 2 im Innenraum der Kartusche 50 angeordnet.
  • An der Vorderseite des Knochenzementapplikators ist ein Verschlusssystem angeordnet, mit dem der Innenraum der Kartusche 50 nach vorne abgeschlossen ist, das sich aber zum Austragen eines aus den Ausgangskomponenten 1, 2 gemischten Knochenzementteigs 44 (siehe 17 D, 17 E und 17 F) öffnen lässt. Die Wandung 74, die ein Teil des Verschlusssystems ist, weist eine zentrale kreisrunde Austragsöffnung auf und bildet den Kartuschenkopf 74 der Kartusche 50. Die Kartusche 50 ist zusammen mit der Wandung 74 einteilig aus Kunststoff gefertigt. Ferner umfasst das Verschlusssystem den Stopfen 70, mit dem die Austragsöffnung im Ausgangszustand, wie er in 17 A und 18 gezeigt ist, verschlossen ist.
  • Die Monomerflüssigkeit 2 ist in einer geschlossenen Ampulle 9 als Behälter 9 für die Monomerflüssigkeit 2 enthalten. Die Ampulle 9 besteht aus Glas oder aus einem Kunststoff, der chemisch gegen die Monomerflüssigkeit 2 beständig ist. Innerhalb der Ampulle 9 kann die Monomerflüssigkeit 2 über lange Zeit in dem Knochenzementapplikator gelagert werden.
  • Das Verschlusssystem des Knochenzementapplikators ist durch die Wandung 74 und den Stopfen 70 gebildet. Damit ein Gas aus dem Inneren der Kartusche 50 beim Vortreiben der Kolben 5, 6 zur Wandung 74 entweichen kann und damit ein sterilisierendes Gas in den Innenraum der Kartusche 50 eingeleitet werden kann, ist der Stopfen mit einem umlaufenden porösen Kunststoffring 76 gegen die Austragsöffnung beziehungsweise gegen die Innenwand des Austragsrohrs 72 abgedichtet. Der poröse Kunststoffring 76 ist für Gase durchlässig und für das Pulver 1 undurchlässig und ist aus Polyethylen gefertigt. Die so gebildete Begasungsöffnung ist im Lagerungszustand beziehungsweise im Ausgangszustand des Knochenzementapplikators mit einer vorderen Kreisscheibe des Stopfens 70 abgedeckt. Durch verschieben des Stopfens 70 aus dem Austragsrohr 72 hinaus, kann diese Öffnung geöffnet werden, um sterilisierendes Gas einzuspeisen. Durch den Kunststoffring 76 kann der Innenraum der Kartusche 50 mit einem sterilisierenden Gas, wie Ethylenoxid, begast werden und so der Inhalt der Kartusche 50 sterilisiert werden. In der Wandung am hinteren Ende der Kartusche 50 direkt neben der Position des Förderkolbens 5 sind mehrere Begasungsöffnungen 56 vorgesehen, die das Innere der Kartusche 50 mit der Umgebung verbinden und durch die der Innenraum der Kartusche 50 von außen mit dem sterilisierenden Gas begast werden kann. Bei einer Bewegung des Förderkolbens 5 in Richtung der Wandung 74 werden diese rückseitigen Begasungsöffnungen 56 durch den Förderkolben 5 verschlossen, so dass keine aus der Ampulle 9 austretende Monomerflüssigkeit 2 aus dem hinteren Teil des Innenraums nach außen dringen kann. Dadurch kann das sterilisierende Gas durch den porösen Kunststoffring 76 und durch die hinteren Begasungsöffnungen 56 durch die Kartusche 50 geleitet werden.
  • Einteilig mit der Kartusche 50 und der Wandung 74 ausgeführt, ist an der Austragsöffnung das Austragsrohr 72 mit einem Außengewinde angeordnet, durch das bei der Anwendung des Knochenzementapplikators eine Applikation des Knochenzementteigs 44 erfolgt (siehe 17 F). Auf das Außengewinde am Austragsrohr 72 kann eine Austragsrohrverlängerung 68 aufgeschraubt werden (siehe 18), mit dem eine Applikation von Knochenzementteig 44 in schwerer zugänglichen Regionen durchgeführt werden kann.
  • Das Pulver 1 kann im vorderen Teil des Innenraums der Kartusche 50 mit Hilfe des Austragskolbens 6 komprimiert werden, in dem der Austragskolben 6 ins Innere der Kartusche 50 in Richtung der Wandung 74 gedrückt wird. Der Austragskolben 6 wird gegen eine Rückstellung über eine Passung mit der Wand des Innenraums der Kartusche 50 und/oder abgestützt durch die Ampulle 9 und den Förderkolben 5 in der Kartusche 50 gehalten. Das Pulver 1 ist unter Druck in den vorderen Teil des Innenraums der Kartusche 50 zwischen der Wandung 74 und dem Austragskolben 6 eingepresst und steht unter einem elastischen mechanischen Druck. Durch die Passung des Austragskolbens 6 mit der Innenwand der Kartusche 50 und/oder die Abstützung mit der Ampulle 9 und dem Förderkolben 5 soll vermieden werden, dass der von dem zusammengepressten Pulver 1 auf den Austragskolben 6 ausgeübte elastische Druck ausreicht, um den Austragskolben 6 zu bewegen und das Pulver 1 wieder zu entspannen.
  • Der Stopfen 70, mit dem die Austragsöffnung verschlossen ist, steckt in dem Austragsrohr 72 und verschließt damit die Kartusche 50 nach außen. Der Stopfen 70 ist beweglich in dem Austragsrohr 72 angeordnet und kann von Innen aus dem Austragsrohr 72 herausgedrückt werden.
  • In dem Austragskolben 6 sind Durchgänge 22 vorgesehen, durch die die Monomerflüssigkeit 2 mit Hilfe des Förderkolbens 5 in das Pulver 1 gepresst werden kann, so wie dies auch bei den anderen Ausführungsbeispielen vorgesehen ist. An der zum Pulver 1 weisenden Seite des Austragskolbens 6 sind über den Durchgängen 22 für das Pulver 1 undurchlässige aber für die Monomerflüssigkeit 2 durchlässige Porenfilter 20 angeordnet, die die Durchgänge 22 abdecken. Damit soll verhindert werden, dass das Pulver 1 durch die Durchgänge 22 in den hinteren Teil des Innenraums der Kartusche 50 oder in die Durchgänge 22 vordringen kann. Hierdurch wird vermieden, dass die Monomerflüssigkeit 2 nach dem Öffnen der Ampulle 9 bereits vorzeitig mit Zementpulverpartikeln des Pulvers 1 reagiert, also bevor die Monomerflüssigkeit 2 in den vorderen Teil des Innenraums eingepresst wurde. Dadurch kann verhindert werden, dass die Durchgänge 22 durch anquellenden Knochenzement blockiert werden und dadurch keine weitere Einleitung von Monomerflüssigkeit 2 in das Pulver 1 mehr möglich ist.
  • Auf der den Porenfiltern 20 gegenüberliegenden Seite des Austragskolbens 6 sind in Ausnehmungen über den Durchgängen 22 passende Gitter 24 angeordnet, mit denen das Vordringen von Splittern der aufgebrochenen Ampulle 9 in die Durchgänge 22 verhindert wird. Auch hiermit soll sichergestellt werden, dass die Monomerflüssigkeit 2 aus dem hinteren Teil des Innenraums der Kartusche 50 problemlos in das Pulver 1 gedrückt werden kann. Beim Aufbrechen der Ampulle 9 wird zunächst ein Ampullenkopf 26 abgebrochen und dadurch die Ampulle 9 geöffnet (siehe 17 B). Die Monomerflüssigkeit 2 aus der Ampulle 9 kann dann in den vorderen Teil des Innenraums der Kartusche 50 ausfließen und anschließend durch die Durchgänge 22 in das Pulver 1 gepresst werden (siehe 17 C). Dabei wird die Ampulle 9 in derart kleine Splitter zersplittert, dass diese in einen Hohlraum passen, der auf der dem Kartuschenboden zugewandten Seite (in 17 rechts) des Austragskolbens 6 gebildet ist.
  • Am Kartuschenboden ist außen an der Kartusche 50 eine Halterung 36 zur Befestigung einer Auspresseinrichtung 40 (siehe 17) vorgesehen.
  • Der Stopfen 54 steckt derart fest in dem Austragsrohr 72, dass er durch die beim Zersplittern der Ampulle 9 auftretenden Kräften nicht bewegt wird, um dem Druck der Monomerflüssigkeit 2 während des Vortriebs des Förderkolbens 5 zu wiederstehen und um dem Druck, der von dem Pulver 1 auf den Austragskolben 6 ausgeübt wird, standzuhalten. Beim Eintragen der Monomerflüssigkeit 2 und beim Vortreiben des Förderkolbens 5 verdrängte Luft kann durch den porösen Kunststoffring 76 entweichen. Erst wenn der Förderkolben 5 unmittelbar an dem Austragskolben 6 anliegt (siehe 17 D), wird die Haftreibung zwischen dem Stopfen 54 und dem Austragsrohr 72 überwunden und der Stopfen 54 wird aus dem Austragsrohr 72 gedrückt und dadurch die Kartusche 50 für den Knochenzementteig 44 nach außen geöffnet.
  • In dem in der Rückseite des Austragskolbens 6 gebildeten Hohlraum im Austragskolben 6 kann vorzugsweise ein Füllmaterial (nicht gezeigt) vorgesehen sein, wie beispielsweise ein Schaumstoffeinsatz und/oder Kunststoffkugeln oder - körner. Damit soll das Volumen der Monomerflüssigkeit 2, die in diesem Hohlraum zurückbleibt und nicht von dem Förderkolben 5 in das Pulver 1 gepresst werden kann, möglichst klein gehalten werden. Des Weiteren kann dieses Füllmaterial als Transportschutz und Stoßschutz für die Ampulle 9 verwendet werden, damit die Ampulle 9 beim Transport des Knochenzementapplikators im Ausgangszustand (siehe 17 A und 18) nicht aus Versehen aufbricht. Hierzu kann ein komprimierbarer Schaumstoff zusätzlich um die Ampulle 9 herum im Innenraum der Kartusche 50 angeordnet sein.
  • Der Ablauf eines beispielhaften erfindungsgemäßen Verfahrens ist in 17 durch sechs übereinander gezeichnete Querschnittansichten 17 A bis 17 F dargestellt. Zunächst wird der Knochenzementapplikator in eine Auspresseinrichtung 40 eingesetzt, dazu wird die Kartusche 50 mit der Halterung 36 an einem passenden Gegenstück 41 der Auspresseinrichtung 40 befestigt (siehe 17 A).
  • Nach dem Einsetzen des Knochenzementapplikators wird ein Stößel 42 der Auspresseinrichtung 40 gegen die Kartusche 50 vorgetrieben. Der Stößel 42 liegt an dem Förderkolben 5 an. Dadurch wird der Förderkolben 5 von dem Stößel 42 in Richtung des Austragskolbens 6 gedrückt. Durch die Bewegung des Förderkolbens 5 wird die Ampulle 9 gegen den von dem gepressten Pulver 1 und der Wandung 74 gehaltenen Austragskolben 6 gedrückt. Der Ampullenkopf 26 bricht ab und die Ampulle 9 ist geöffnet (siehe 17 B).
  • Der Knochenzementapplikator in der Auspresseinrichtung 40 wird dabei bevorzugt mit dem Austragsrohr 72 nach oben gehalten, so dass bei einem nachfolgenden weiteren Vortreiben des Förderkolbens 5 zunächst die überstehende Luft aus dem hinteren Teil des Innenraums nach oben durch das Pulver 1, durch den gasdurchlässigen Filter 16 und den porösen Kunststoffring 76 nach außen gedrückt wird. Irgendwann wird die Monomerflüssigkeit 2 aus der Ampulle 9 von dem Förderkolben 5 durch die Gitter 24, durch die Durchgänge 22 und durch die Porenfilter 20 in den vorderen Teil des Innenraums in das Pulver 1 gedrückt (siehe 17 C). Dabei wird die Ampulle 9 weiter zusammengedrückt und zersplittert dabei in kleinere Splitter, die sich schließlich in dem rückseitigen Hohlraum des Austragskolbens 6 sammeln. Das Pulver 1 enthält ein hydrophiles Additiv, das eine große Oberflächenenergie bezüglich der wässrigen Monomerflüssigkeit 2 aufweist, die größer ist als die des Knochenzementpulvers. Gleichzeitig sind die Kapillarkräfte aufgrund des komprimierten Pulvers 1 groß, da die Zwischenräume zwischen den Pulverpartikeln klein sind. Zudem wird die Monomerflüssigkeit 2 mit Druck in das Pulver 1 gepresst. Durch all diese Maßnahmen wird die Monomerflüssigkeit 2 schnell in und durch das Pulver 1 geleitet und kann sich vollständig in dem Pulver 1 ausbreiten und verteilen, bevor die anquellenden Zementpulverpartikel eine weitere Ausbreitung der Monomerflüssigkeit 2 im Pulver 1 unterbinden. Schließlich trifft der Förderkolben 5 auf den Austragskolben 6 (siehe 17 D).
  • Das Zementpulver in dem Pulver 1 reagiert mit der Monomerflüssigkeit 2 und bildet dort den Knochenzementteig 44. Durch einen weiteren Vortrieb des Förderkolbens 5 wird der Austragskolben 6 in Richtung der Wandung 74 getrieben. Durch die Bewegung des Austragskolbens 6 in Richtung der Wandung 74 wird vom Knochenzementteig 44 ein Druck auf den Stopfen 54 in der Austragsöffnung des Verschlusssystems ausgeübt.
  • Da die Wandung 74 fest mit der Kartusche 50 fixiert ist und der Förderkolben 5 zusammen mit dem daran anliegenden Austragskolben 6 in Richtung der Wandung 74 vorgetrieben wird, wird der Stopfen 54 nach vorne aus dem Austragsrohr 72 herausgedrückt (siehe 17 E und 17 F). Während also die Wandung 74 nicht mit dem Knochenzementteig 44 bewegt wird, wird der Stopfen 54 gegen die Wandung 74 bewegt und damit aus der Austragsöffnung herausgetrieben und so die Austragsöffnung in der Wandung 74 geöffnet. Schließlich fällt der Stopfen 54 vorne aus dem Austragsrohr 72 hinaus und der Knochenzementteig 44 tritt aus dem Austragsrohr 72 beziehungsweise aus der auf das Austragsrohr 72 aufgeschraubten Austragsrohrverlängerung 68 aus. Die Kartusche 50 ist nun nach außen geöffnet. Durch weiteres Vortreiben des Förderkolbens 5 und damit des Austragskolbens 6 wird der fertige Knochenzementteig 44 durch die Austragsöffnung und das Austragsrohr 72 nach außen gepresst und kann appliziert werden (siehe 17 F). Aufgrund des in dem Pulver 1 vorhandenen Additivs gelingt es, die Monomerflüssigkeit 2 an einer Grundfläche des vorderen Teils des zylindrischen Innenraums der Kartusche 50 einzupressen und dennoch eine vollständige Verteilung der Monomerflüssigkeit 2 in dem Pulver 1 zu erreichen. Durch den erfindungsgemäßen Aufbau des Knochenzementapplikators gelingt es, eine herkömmliche Auspresseinrichtung 40 verwenden zu können und durch eine unidirektionale lineare Bewegung des Stößels 42 sowohl den Behälter 9 für die Monomerflüssigkeit 2 zu öffnen, die Monomerflüssigkeit 2 in das Pulver 1 zu pressen und dadurch den Knochenzementteig 44 zu mischen, als auch das Verschlusssystem zu öffnen und den gemischten Knochenzementteig 44 auszutreiben und zu applizieren. Mit dem erfindungsgemäßen Aufbau des Verschlusssystems gelingt es, die Kraft, die durch den Stößel 42 auf den Förderkolben 5 ausgeübt wird, zum Öffnen der Austragsöffnung nutzen können.
  • Eine weitere Variante eines erfindungsgemäßen Knochenzementapplikators ist in den 19 bis 21 dargestellt. In diesen Figuren ist jeweils nur der vordere Teil des Knochenzementapplikators gezeigt. Der restliche Aufbau (insbesondere der Austragskolben und der Förderkolben) ist dann beispielsweise zu einem der ersten fünf Ausführungsbeispiele identisch.
  • In den beiden Querschnittansichten nach den 19 und 21 ist zu erkennen, dass bei dieser Ausführung analog zu der fünften Ausführung des Knochenzementapplikators über eine Wandung 74 vorgesehen ist, die durch den Kartuschenkopf 74 gebildet ist. Ein Austragsrohr 78 ist in einen Stutzen 79 geschraubt. Dazu weist der Stutzen 79 ein Innengewinde auf und das Austragsrohr 78 ein Außengewinde. Der Stutzen 79 ist einteilig mit der Wandung 74 und der Kartusche 50 ausgeführt. Zwischen dem Austragsrohr 78 und dem Stutzen 79 ist ein poröser Kunststoffring 80 als Dichtung vorgesehen. Der poröse Kunststoffring 80 ist gegenüber dem Pulver 1 dicht aber gegenüber Gas durchlässig. Dadurch kann entweichendes Gas 82 aus dem Inneren der Kartusche 50 nach außen treten und sterilisierendes Gas wie Ethylenoxid eindringen. Damit der Gasdurchfluss durch das Gewinde nicht zu stark behindert wird, sind in dem Stutzen 79 Öffnungen 84 vorgesehen, die das Gewinde nicht vollständig durchbrechen, die aber einen Gasdurchfluss ermöglichen (siehe 20). Das Austragsrohr 78 kann auch eine Austragsrohrverlängerung 86 aufweisen, die über eine Sollbruchstelle mit dem restlichen Austragsrohr 78 verbunden ist. Je nach Anforderung kann der Knochenzementteig dann durch die Austragsrohrverlängerung 86 (siehe 21) oder durch das kürzere abgebrochene Austragsrohr 78 (siehe 19) appliziert werden.
  • Die wesentlichen Bauteile erfindungsgemäßer Knochenzementapplikatoren können durch Spritzgießen aus Kunststoff kostengünstig hergestellt werden.
  • Bei allen verschiedenen Knochenzementapplikatoren nach den 1 bis 21 kann vorgesehen sein, dass am Austragsrohr 18, 72 oder am Austragsrohrstutzen 66 oder am Stutzen 79 ein elastischer Schlauch (nicht gezeigt) angeordnet ist, der in einem Trokar enden kann. Dadurch kann der Knochenzementapplikator für die Vertebroplastie eingesetzt werden.
  • Um ein Nachfließen des Knochenzementteigs zu verhindern kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass am Austragsrohr 18, 72 oder am Austragsrohrstutzen 66 oder am Stutzen 79 ein Druckablassventil (nicht gezeigt) mit einer Kammer zur Aufnahme von Knochenzementteig 44 vorgesehen ist. Durch Öffnen des Druckablassventils kann ein in dem Innenraum auf dem Knochenzementteig 44 lastender Druck reduziert werden, ohne dass der Knochenzementteig 44 über längere Zeit an der Applikationsspitze nachläuft. Mit der Kammer wird verhindert, dass der Knochenzementteig in die Umgebung gelangt.
  • Das Pulver 1 enthält bei allen Ausführungsbeispielen entweder 0,0-15,0 Gew.-% Röntgenopaker, 0,4-3,0 Gew.-% Dibenzoylperoxid, 79,5-99,3 Gew.-% Polymethylmethacrylat und/oder Polymethylmethacrylat-Copolymer, und 0,1-2,5 Gew.-% Additiv oder das Pulver 1 enthält 1,0-10 Gew.-% Antiinfektivum oder Antiseptikum, 0,0-15,0 Gew.-% Röntgenopaker, 0,4-3,0 Gew.-% Dibenzoylperoxid, 69,5-98,3 Gew.-% Polymethylmethacrylat und/oder Polymethylmethacrylat-Copolymer, und 0,1-2,5 Gew.-% Additiv.
  • Die in der voranstehenden Beschreibung, sowie den Ansprüchen, Figuren und Ausführungsbeispielen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln, als auch in jeder beliebigen Kombination für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Pulver
    2
    Monomerflüssigkeit
    3
    Vorderer Kartuschenteil
    4
    Hinterer Kartuschenteil
    5
    Förderkolben
    6
    Austragskolben
    7
    Bewegliche Wandung des Verschlusssystems
    8
    Stopfen des Verschlusssystems
    9
    Behälter / Ampulle für die Monomerflüssigkeit
    10
    Kartuschenkopf
    11
    Begasungsöffnung
    12
    Kappe
    14
    Halterungsring des Verschlusssystems
    16
    Gasdurchlässiger Filter
    18
    Austragsrohr
    19
    Nocke
    20
    Flüssigkeitsdurchlässiger Porenfilter
    21
    Umlaufende Nut
    22
    Durchführung
    24
    Gitter / Sieb
    26
    Kartuschenkopf
    28, 30
    Umlaufender Dichtungsring
    32, 34
    Umlaufender Dichtungsring
    36
    Halterung zur Befestigung einer Auspresseinrichtung
    38
    Rastmittel / Haken
    40
    Auspresseinrichtung
    41
    Gegenstück zur Befestigung der Auspresseinrichtung
    42
    Stößel / Stange
    44
    Knochenzementteig
    46
    Kartusche
    48
    Austragsöffnung
    50
    Kartusche
    52
    Füllmaterial
    54
    Stopfen
    56
    Begasungsöffnung
    58
    Umlaufende Dichtung
    60
    Umlaufende Dichtung
    62
    Splitter des Behälters / der Ampulle
    64
    Kartuschenkopf
    66
    Austragsrohrstutzen
    68
    Austragsrohrverlängerung
    70
    Stopfen
    72
    Austragsrohr
    74
    Wandung / Kartuschenkopf
    76
    Poröser Kunststoffring
    78
    Austragsrohr
    79
    Stutzen
    80
    Poröser Kunststoffring
    82
    Entweichendes Gas
    84
    Öffnung
    86
    Austragsrohrverlängerung
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • US 6033105 A [0005]
    • US 5624184 A [0005]
    • US 4671263 A [0005]
    • US 4973168 A [0005]
    • US 5100241 A [0005]
    • WO 9967015 A1 [0005]
    • EP 1020167 A2 [0005]
    • US 5586821 A [0005]
    • EP 1016452 A2 [0005]
    • DE 3640279 A1 [0005]
    • WO 9426403 A1 [0005]
    • EP 1005901 A2 [0005]
    • EP 1886647 A1 [0005]
    • US 5344232 A [0005]
    • EP 2730296 A2 [0006]
    • EP 0692229 A1 [0007]
    • DE 102009031178 B3 [0007, 0008]
    • US 5997544 A [0007]
    • US 6709149 B1 [0007]
    • DE 69812726 T2 [0007]
    • EP 0796653 A2 [0007]
    • US 5588745 A [0007]
    • WO 0035506 A1 [0010]
  • Zitierte Nicht-Patentliteratur
    • Charnley, J.: Anchorage of the femoral head prosthesis of the shaft of the femur. J. Bone Joint Surg. 42 (1960) 28-30 [0002]
    • C.-D. Herzfeldt, J. Kreuter (Hrsg.): Grundlagen der Arzneiformenlehre. Galenik 2, Springer Verlag Berlin Heidelberg New York, 1999, S. 79-80 [0122]

Claims (25)

  1. Knochenzementapplikator zum Mischen und Applizieren eines Knochenzements, bei dem die Ausgangskomponenten (1, 2) des Knochenzements in einer geschlossenen Kartusche (3, 4, 46, 50) zu einem Knochenzementteig (44) mischbar sind, wobei die Kartusche (3, 4, 46, 50) ein mehrteiliges Verschlusssystem umfassend eine Austragsöffnung (48) aufweist, wobei zumindest zwei Teile (7, 8, 54, 70, 74) des Verschlusssystems angetrieben durch eine Bewegung des gemischten Knochenzementteigs (44) gegeneinander bewegbar sind und sich durch diese Bewegung der zumindest zwei Teile (7, 8, 54, 70, 74) des Verschlusssystems gegeneinander die Austragsöffnung (48) öffnet, und wobei die Bewegung des gemischten Knochenzementteigs (44) durch einen Druck auf den Knochenzementteig (44) anzutreiben ist.
  2. Knochenzementapplikator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem gleichen Druck auf den Knochenzementteig (44), mit dem das Verschlusssystem zu öffnen ist, der Knochenzementteig (44) anschließend durch die geöffnete Austragsöffnung (48) austragbar ist.
  3. Knochenzementapplikator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschlusssystem eine Wandung (7, 74) mit der Austragsöffnung (48) und einen Stopfen (8, 54, 70) aufweist, wobei die Austragsöffnung (48) mit der Umgebung der Kartusche (3, 4, 46, 50) verbunden ist und der Stopfen (8, 54, 70) die Austragsöffnung (48) verschließt, wenn die Kartusche (3, 4, 46, 50) verschlossen ist, wobei entweder die Wandung (7, 74) mit der Austragsöffnung (48) durch den Druck des Knochenzementteigs (44) bewegbar ist und der Stopfen (8, 54, 70) gegen die Kartusche (3, 4, 46, 50) fixiert ist oder der Stopfen (8, 54, 70) durch den Druck des Knochenzementteigs (44) bewegbar ist und die Wandung (7, 74) gegen die Kartusche (3, 4, 46, 50) fixiert oder fixierbar ist.
  4. Knochenzementapplikator nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Austragsrohr (18, 66, 72, 78) mit der Austragsöffnung (48) beweglich gegen die Kartusche (3, 4, 46, 50) gelagert ist, wobei ein Stopfen (8, 54, 70), der das Austragsrohr (18, 66, 72, 78) verschließt, fest mit der Kartusche (3, 4, 46, 50) verbunden ist und das Austragsrohr (18, 66, 72, 78) durch den Druck auf den Knochenzementteig (44) gegen den Stopfen (8, 54, 70) bewegbar ist und dadurch zu öffnen ist.
  5. Knochenzementapplikator nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Austragsrohr (18, 66, 72, 78) durch einen Druck auf die dem Kartuschenboden zugewandten Seite des Knochenzementteigs (44) in Richtung vom Kartuschenboden weg drückbar ist und sich dabei der Stopfen (8, 54, 70) aus dem Austragsrohr (18, 66, 72, 78) löst und dadurch sich die Kartusche (3, 4, 46, 50) öffnet.
  6. Knochenzementapplikator nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschlusssystem eine gasdurchlässige aber für Pulver (1) und Flüssigkeiten undurchlässige Wandung (7, 74) umfasst, wobei die Wandung (7, 74) derart in der Kartusche (3, 4, 46, 50) angeordnet ist, dass der Druck des Knochenzementteigs (44) auf die Wandung (7, 74) wirkt und dadurch einen Stopfen (8, 54, 70) oder einen Deckel mit der Wandung (7, 74) gegen die Kartusche (3, 4, 46, 50) bewegt und dadurch die Kartusche (3, 4, 46, 50) öffnet oder dadurch eine Austragsöffnung (48) mit der Wandung (7, 74) gegen die Kartusche (3, 4, 46, 50) bewegt und dadurch einen Stopfen (8, 54, 70), der fest mit der Kartusche (3, 4, 46, 50) verbunden ist, aus der Austragsöffnung (48) entfernt, wobei vorzugsweise die Wandung (7, 74) eine Porenscheibe (16) umfasst.
  7. Knochenzementapplikator nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kartusche (3, 4, 46, 50) einen zylindrischen Innenraum aufweist, in dem der Knochenzementteig (44) gemischt wird, und der Druck auf den Knochenzementteig (44) zum Öffnen des Verschlusssystems und zum Austreiben des Knochenzementteigs (44) aus der geöffneten Kartusche (3, 4, 46, 50) durch lineares Vortreiben eines axial im Innenraum der Kartusche (3, 4, 46, 50) beweglich gelagerten Austragskolbens (6) in Richtung des Verschlusssystems erzeugbar ist, insbesondere in Richtung eines Kartuschenkopfs (10, 64, 74) der Kartusche (3, 4, 46, 50) erzeugbar ist, wobei sich das Verschlusssystem an der Vorderseite der Kartusche (3, 4, 46, 50) befindet.
  8. Knochenzementapplikator nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zum Mischen des Knochenzementteigs (44) eine Monomerflüssigkeit (2) als erste Ausgangskomponente des Knochenzements innerhalb der Kartusche (3, 4, 46, 50) mit einem Förderkolben (5) in ein Pulver (1) als zweite Ausgangskomponente drückbar ist, wobei der Förderkolben (5) in Richtung des Verschlusssystems gedrückt wird, wobei der Förderkolben (5) in einem zylindrischen Innenraum der Kartusche (3, 4, 46, 50) axial beweglich angeordnet ist.
  9. Knochenzementapplikator nach Anspruch 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass in einem vorderen Teil des Innenraums der Kartusche (3, 4, 46, 50) das Pulver (1) enthalten ist und in einem hinteren Teil des Innenraums der Kartusche (3, 4, 46, 50) ein Behälter (9) enthaltend die Monomerflüssigkeit (2) angeordnet ist, wobei der Austragskolben (6) zwischen der dem Behälter (9) und dem Pulver (1) angeordnet ist und der Förderkolben (5) am einem dem Verschlusssystem gegenüberliegenden Kartuschenboden angeordnet ist, wobei ein Leitungsmittel (22) vorgesehen ist, das den vorderen Teil und den hinteren Teil des Innenraums der Kartusche (3, 4) miteinander für die Monomerflüssigkeit (2) und für Gase durchlässig verbindet und das für das Pulver (1) undurchlässig ist.
  10. Knochenzementapplikator nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Austragskolben (6) und/oder zwischen dem Austragskolben (6) und der Innenwand des Innenraums zumindest eine Durchführung (22) als Leitungsmittel (22) vorgesehen ist, durch die der vordere Teil des Innenraums und der hintere Teil des Innenraums miteinander verbunden sind, wobei in oder an der zumindest einen Durchführung (22) ein für das Pulver (1) undurchlässiger und für die Monomerflüssigkeit (2) und Gase durchlässiger Filter (20) angeordnet ist.
  11. Knochenzementapplikator nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Austragskolben (6) ein Rastmittel (38) angeordnet ist, so dass der Austragskolben (6) zwischen dem vorderen und dem hinteren Teil des Innenraums mit der Kartusche (3, 4, 46, 50) rasten kann, wobei diese Rastung durch die beim Öffnen des Behälters (9) auftretenden Kräfte und einen auf die Monomerflüssigkeit (2) vom Förderkolben (5) ausgeübten Druck nicht zu lösen ist, aber durch einen direkt von dem Förderkolben (5) auf den Austragskolben (6) wirkenden Druck lösbar ist.
  12. Knochenzementapplikator nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Volumen der Monomerflüssigkeit (2) im Behälter (9) mindestens so groß ist, wie das Volumen der mit Luft gefüllten Zwischenräume zwischen den Pulverpartikeln im vorderen Teil des Innenraums der Kartusche (3, 4, 46, 50), vorzugsweise mindestens so groß ist oder genauso groß ist wie das Volumen der mit Luft gefüllten Zwischenräume zwischen den Pulverpartikeln im vorderen Teil des Innenraums und dem hinteren Teil des Innenraums, wenn der Förderkolben (5) an dem Austragskolben (6) anliegt, abzüglich des Volumens des Materials des Behälters (9) und gegebenenfalls des Volumens eines Füllmaterials (52) in dem hinteren Teil des Innenraums.
  13. Knochenzementapplikator nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass an dem vorderen Ende der Kartusche (3, 4, 46, 50) oder in einem Kartuschenkopf (10, 64, 74) an der Vorderseite der Kartusche (3, 4, 46, 50) eine Aufnahme für überschüssige Monomerflüssigkeit (2) vorgesehen ist, wobei das Pulver (1) nicht in die Aufnahme eindringen kann, wobei vorzugsweise die Aufnahme ein hydrophiles schwammartiges Gebilde ist.
  14. Knochenzementapplikator nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Pulver (1) in den vorderen Teil des Innenraums eingepresst ist, vorzugsweise in dem vorderen Teil des Innenraums unter Druck steht.
  15. Knochenzementapplikator nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kartusche (3, 4) aus einem vorderen Kartuschenteil (3) und einem hinteren Kartuschenteil (4) zusammengesetzt ist, die fest miteinander verbunden sind, insbesondere aneinandergeschraubt sind, wobei vorzugsweise ein Kartuschenkopf (10) an dem vorderen Kartuschenteil (3) befestigt ist.
  16. Knochenzementapplikator nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Kartusche (3, 4, 46, 50) eine Monomerflüssigkeit (2) als erste Ausgangskomponente und ein Pulver (1) als zweite Ausgangskomponente enthalten ist, aus denen der Knochenzementteig (44) innerhalb der Kartusche (3, 4, 46, 50) gemischt wird, wobei in dem Pulver (1) ein hydrophiles Additiv verteilt ist, mit dem die Monomerflüssigkeit (2) in dem gesamten Pulver (1) verteilbar ist, bevorzugt ohne dass zuvor eine Polymerisation des Knochenzements die weitere Verteilung der Monomerflüssigkeit (2) in dem Pulver (1) verhindert.
  17. Knochenzementapplikator nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Pulver mindestens ein partikuläres Polymethylmethacrylat oder Polymethylmethacrylat-Copolymer der Siebfraktion kleiner 100 µm, einen Initiator, und mindestens ein in Methylmethacrylat unlösliches, partikuläres oder faserförmiges Additiv aufweist, wobei das Additiv ein Aufsaugvermögen größer gleich 0,6 g Methylmethacrylat pro Gramm Additiv bei Raumtemperatur besitzt.
  18. Verfahren zum Applizieren eines Knochenzements, bei dem ein Druck auf einen Knochenzementteig (44) in einer mit einem Verschlusssystem verschlossenen Kartusche (3, 4, 46, 50) ausgeübt wird, wobei durch den Druck eine von dem Knochenzementteig (44) vermittelte Kraft auf einen gegen die Kartusche (3, 4, 46, 50) beweglichen Teil (7, 54, 70) des Verschlusssystems ausgeübt wird, dadurch der Teil (7, 54, 70) des Verschlusssystems gegen die Kartusche (3, 4, 46, 50) bewegt wird und sich die Kartusche (3, 4, 46, 50) aufgrund der Bewegung des Teils (7, 54, 70) des Verschlusssystems öffnet, wobei anschließend der Knochenzementteig (44) mit dem gleichen Druck aus der geöffneten Kartusche (3, 4, 46, 50) ausgetrieben wird.
  19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren mit einem Knochenzementapplikator nach einem der Ansprüche 1 bis 16 durchgeführt wird.
  20. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Druck auf den Knochenzementteig (44) durch eine Kraft aufgebaut wird, die auf einen linear in der Kartusche (3, 4, 46, 50) beweglichen Austragskolben (6) ausgeübt wird.
  21. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass das bewegliche Teil (7, 54, 70) des Verschlusssystems ein Deckel oder ein Stopfen (54, 70) ist, wobei der Deckel oder der Stopfen (54, 70) gegen eine Wandung (74) mit einer Austragsöffnung bewegt wird, die gegen die Kartusche (50) fixiert ist oder das bewegliche Teil des Verschlusssystems eine Wandung (7) mit einer Austragsöffnung (48) ist, wobei ein Deckel oder ein Stopfen (8), der die Austragsöffnung (48) in der Ausgangsstellung verschließt, gegen die Kartusche (3, 4, 46) fixiert ist.
  22. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass ein Förderkolben (5) in einem zylindrischen Innenraum der Kartusche (3, 4, 46, 50) in Richtung einer Vorderseite der Kartusche (3, 4, 46, 50) bewegt wird, wobei ein Austragskolben (6) zwischen dem Förderkolben (5) und der Vorderseite der Kartusche (3, 4, 46, 50) angeordnet ist, wobei durch die Bewegung des Förderkolbens (5) zu dem Austragskolben (6) eine Monomerflüssigkeit (2) als erste Ausgangskomponente des Knochenzements, die zwischen dem Förderkolben (5) und dem Austragskolben (6) angeordnet ist, in einen vorderen Teil des Innenraums zwischen dem Austragskolben (6) und der Vorderseite enthaltend ein Pulver (1) als zweite Ausgangskomponente des Knochenzements gepresst wird, wobei dadurch der Knochenzementteig (44) entsteht, und wobei der Förderkolben (5) auf den Austragskolben (6) trifft und anschließend der Förderkolben (5) den Austragskolben (6) in Richtung der Vorderseite der Kartusche (3, 4, 46, 50) drückt, wobei das Verschlusssystem durch den von dem Austragskolben (6) auf den Knochenzementteig (44) ausgeübten Druck geöffnet wird.
  23. Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Bewegung des Förderkolbens (5) in Richtung des Austragskolbens (6) ein Behälter (9) für die Monomerflüssigkeit (2), der zwischen dem Förderkolben (5) und dem Austragskolben (6) im Innenraum der Kartusche (3, 4, 46, 50) angeordnet ist, geöffnet wird, wobei vorzugsweise eine Glasampulle (9) oder eine Kunststoffampulle (9) als Behälter (9) zwischen dem Förderkolben (5) und dem Austragskolben (6) zersplittert wird oder ein Folienbeutel als Behälter (9) aufgerissen, aufgeschlitzt oder aufgestochen wird und der Folienbeutel anschließend ausgepresst wird.
  24. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Kartusche (3, 4, 46, 50) in eine Auspresseinrichtung (40) eingesetzt wird und ein Stößel (42) der Auspresseinrichtung (40) vorgetrieben wird, wobei durch das Vortreiben des Stößels (42) der Druck auf den Knochenzementteig (44) erzeugt wird, wobei bevorzugt mit dem Stößel (42) ein Förderkolben (5) in Richtung des Verschlusssystems getrieben wird.
  25. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass zur Herstellung des Knochenzementteigs (44) eine Monomerflüssigkeit (2) als erste Ausgangskomponente des Knochenzementteigs (44) mit Hilfe eines hydrophilen Additivs in einem Pulver (1) als zweite Ausgangskomponente des Knochenzementteigs (44) in dem Pulver (1) verteilt wird, wobei bevorzugt das Pulver (1) komprimiert oder unter einem mechanischen Druck in einem vorderen Teil des Innenraums der Kartusche (3, 4, 46, 50) enthalten ist.
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